Question

4．一臺單缸四沖程柴油機(jī)，四沖程分別為吸氣沖程，壓縮沖程，做功沖程，排氣 沖程，其中壓縮是將活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能，做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，該柴油機(jī)在1s鐘活塞對外做功30次．若其效率為40%，消耗5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是8.6×10⁷J．（q_柴油=4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)的一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程組成；同時要了解各個沖程的能量轉(zhuǎn)化情況；
（2）在四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個工作循環(huán)中，完成4個沖程，并對外做功1次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)2圈；
（3）利用Q=mq計算燃料燃燒放出的熱量，結(jié)合熱機(jī)效率求出轉(zhuǎn)化的機(jī)械能．

解答 解：（1）一臺單缸四沖程柴油機(jī)，四沖程分別為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；
壓縮沖程活塞向上運(yùn)動，壓縮燃料混合物對其做功，所以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
做功沖程高溫高壓的燃?xì)鈱�活塞做功，將�?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為3600r/min，說明1min飛輪轉(zhuǎn)3600r；
則每秒鐘，飛輪轉(zhuǎn)$\frac{3600r}{60}$=60r，完成$\frac{60}{2}$=30個工作循環(huán)，做功30次；
（3）柴油燃燒放出的熱量：Q=mq=5kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁸J，
根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$可得其轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為：
W=Qη=2.15×10⁸J×40%=8.6×10⁷J；
故答案為：吸氣；壓縮；做功；排氣；機(jī)械；內(nèi)；內(nèi)；機(jī)械；30；8.6×10⁷．

點(diǎn)評 此題主要考查學(xué)生對于內(nèi)燃機(jī)的四個沖程工作特點(diǎn)、燃料放熱和熱機(jī)效率的理解和掌握，易出錯；要記住相關(guān)的數(shù)據(jù)大小，會根據(jù)轉(zhuǎn)速進(jìn)行相關(guān)計算．