Question

12．如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在做功冲程，能量由内能转化为机械能．为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能．用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大．某单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min．

Answer 1

分析 （1）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；在压缩冲程中，即进气门和排气门均关闭，活塞由下向上运动，即压缩气缸内的气体，对气缸内气体做功，使气缸内气体的内能增加，温度升高，故是机械能转化为内能的过程；在做功冲程中，即进气门和排气门均关闭，气缸内燃烧的高温高压燃气对活塞做功，使活塞由上向下运动，即是内能转化为机械能的过程．内燃机的排气冲程：排气门打开，活塞向上运动；
（2）改变内能有两种方式：即做功和热传递；
（3）在自然界中水的比热容最大，在同样受冷和受热时温度变化小，常用来做冷却剂和取暖剂；
（4）内燃机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是：吸气、压缩、做功、排气，一个工作循环中，只有做功冲程对外做功，活塞往复运动2次，曲轴转动2圈．

解答 解：
（1）由图示可知：两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，该冲程是做功冲程，此冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；
（2）在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，燃气的内能转化成活塞的机械能，燃气温度降低，这是通过做功的方式改变了内能；同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；
（3）因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
（3）汽油机在1s内完成了15个循环，转15×2=30r，则1min转30×60=1800r，故该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min．
故答案为：做功；内；机械；热传递；比热容；1800．

点评 该题考查了内燃机的四个冲程及有关计算，要求学生记住每个冲程的特点，记住相关的数据大小，会根据题中信息计算转速．