Question

2．為了節(jié)約石油能源，減少車(chē)輛尾氣對(duì)環(huán)境的污染，隨州汽車(chē)2005年12月起“喝酒”，并對(duì)行程滿3萬(wàn)公里的車(chē)輛進(jìn)行“洗胃”，從12月1日開(kāi)始，隨州將封閉推廣乙醇汽油，由銷(xiāo)售無(wú)鉛汽油改為車(chē)用乙醇汽油．
據(jù)介紹，將乙醇進(jìn)一步脫水，加上適量汽油后形成變性燃料乙醇，再將它與汽油以一定比例混配，最后形成汽車(chē)燃料，就是車(chē)用乙醇汽油．經(jīng)檢測(cè)與普通無(wú)鉛汽油相比，乙醇汽油可使汽車(chē)有害尾氣降低33%以上．同時(shí)，可以緩解我國(guó)石油緊缺的矛盾，有效解決玉米等陳化糧轉(zhuǎn)化問(wèn)題．
如圖是一個(gè)經(jīng)過(guò)“洗胃”的內(nèi)燃機(jī)，它的工作循環(huán)有四個(gè)沖程．
（1）如圖表示的是其中的A沖程，它將B能轉(zhuǎn)化成C能．A、B、C指的是什么？
（2）每個(gè)工作循環(huán)噴入氣缸的乙醇汽油為m千克，乙醇汽油的熱值為q焦/千克，乙醇汽油燃燒時(shí)在氣缸內(nèi)產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)為p帕，活塞的橫截面積為S平方米，活塞在一個(gè)沖程中的行程為L(zhǎng)米．求：在一個(gè)工作循環(huán)中乙醇汽油燃燒后，對(duì)活塞所做的功及B能轉(zhuǎn)化為C能的效率．

Answer 1

分析 （1）由進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的關(guān)閉和打開(kāi)情況、活塞的上行和下行情況來(lái)判斷是哪個(gè)沖程；
內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程中壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，排氣和吸氣沖程沒(méi)有能的轉(zhuǎn)化．
（1）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出活塞受到的壓力；根據(jù)W=FL求出一次做的功；
根據(jù)Q=mq求出汽油燃燒放出的熱量，再根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$求出熱機(jī)效率．

解答 解：
（1）由圖可知，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都是關(guān)閉的，活塞下移，可以判斷A沖程是做功沖程，在做功沖程將B內(nèi)能轉(zhuǎn)化為C機(jī)械能．
（2）由p=$\frac{F}{S}$得燃?xì)鈱?duì)活塞的壓力：F=pS；
一個(gè)沖程中所做的功：W=FL=pSL；
汽油燃燒放出的熱量：Q=mq，
汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{pSL}{mq}$．
答：
（1）A、B、C指的是做功沖程；內(nèi)能；機(jī)械能；
（2）在一個(gè)工作循環(huán)中乙醇汽油燃燒后，對(duì)活塞所做的功為pSL；B能轉(zhuǎn)化為C能的效率為$\frac{pSL}{mq}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了汽油機(jī)四沖程的判定方法和其中的能量轉(zhuǎn)化，以及學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)、功、熱值、熱機(jī)效率計(jì)算公式的理解和掌握，是一道綜合性題目．