Question

20．我們通常用用水冷卻滾燙的雞蛋．如果水的質(zhì)量是1kg，初溫為20℃，雞蛋取出時(shí)水溫為30℃，水吸收的熱量為4.2×10⁴J（C_水=4.2×10³J/（kg•℃）．汽車常用水來做冷卻劑，是因?yàn)樗�的比熱容大．四沖程汽油機(jī)在工作過程中，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是做功沖程．此沖程汽缸內(nèi)的氣體溫度降低．一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，該柴油機(jī)活塞1s對(duì)外做功30 次．若其效率為40%，消耗5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能8.9×10⁷J．（q_柴油=4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知水的比熱容、質(zhì)量和升高的溫度，可利用公式Q=cm△t計(jì)算水吸收的熱量；
（2）根據(jù)水的比熱容的特點(diǎn)進(jìn)行分析判斷．水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多；
（3）熱機(jī)的四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程．壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（4）內(nèi)燃機(jī)的工作原理：一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周，做功1次；
（5）利用Q=mq計(jì)算燃料燃燒放出的熱量．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×l0³J/（kg•℃）×1kg×（30℃-20℃）=4.2×10⁴J；
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生大量熱量，這些熱量如果不迅速轉(zhuǎn)移，就可能損害發(fā)動(dòng)機(jī)，因此利用水的比熱容大的特點(diǎn)把這些熱迅速吸收，使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度不致升得太高；
（3）做功沖程中，高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使氣體內(nèi)能減小，溫度降低．
（4）已知飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分即：60轉(zhuǎn)/秒，一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周，做功1次，所以，60轉(zhuǎn)/秒即做功30次；
（5）柴油燃燒放出的熱量：
Q_放=mq_柴油=5kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁸J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為：
W=Q_放η=2.15×10⁸J×40%=8.6×10⁷J．
故答案為：4.2×10⁴；比熱容；做功；降低；30；8.6×10⁷．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)改變內(nèi)能的方式、吸熱公式Q=cm△t和內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程特點(diǎn)的掌握，知道沖程中的能量轉(zhuǎn)化和四沖程中做功次數(shù)與飛輪轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系．