Question

16．汽車是我們熟悉的交通工具，它給我們的生活提供了便利．汽車應(yīng)用了許多物理知識(shí)：
（1）汽油機(jī)是汽車的“心臟”，如圖是汽油機(jī)工作的壓縮沖程，在活塞上升過程中，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能將增大；
（2）給汽車加油時(shí)，能聞到汽油味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水作冷卻劑，這是利用了水的比熱容大的性質(zhì)，通過熱傳遞的方式可使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度降低．如果散熱器中裝有10kg的水，在溫度升高20℃的過程中，水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒0.012kg的酒精放出的熱量．（酒精的熱值為3×10⁷J/kg）
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)氣閥都關(guān)閉，并且活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)是做功沖程；活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)是壓縮沖程；在壓縮上升過程中，活塞壓縮氣體做功，氣體的內(nèi)能增大，溫度升高；
（2）兩種不同的物質(zhì)相互接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫擴(kuò)散現(xiàn)象；水的比熱容最大，與其它物質(zhì)相比，在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí)，水吸收的熱量最多，通過熱傳遞改變物體的熱量；已知水的比熱容、質(zhì)量和升高的溫度，利用公式Q=cm△t計(jì)算吸收的熱量；已知天然氣的熱值和產(chǎn)生的熱量，利用公式m=$\frac{Q}{q}$得到需要的天然氣的質(zhì)量．
（3）在內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中做功沖程對(duì)外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；壓縮沖程壓縮氣體的過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

解答 解：（1）由圖可知，進(jìn)氣閥和排氣閥都關(guān)閉，并且活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以是壓縮沖程；當(dāng)活塞上升時(shí)，氣體的內(nèi)能增大，溫度升高；
（2）小汽車用汽油做燃料．加油時(shí)能聞到汽油的氣味，是因?yàn)槠�油分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這是擴(kuò)散現(xiàn)象；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的散熱器用水作為冷卻劑，這是利用了水比熱容大的性質(zhì)，與其它物質(zhì)相比，在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí)，水吸收的熱量最多，致冷效果最好；
這時(shí)通過熱傳遞的方法改變物體的內(nèi)能；水吸收的熱量為Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×20℃=8.4×10⁵J；因?yàn)镼=mq，
所以天然氣的質(zhì)量為m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{7×1{0}^{7}J/kg}$=0.012kg；
（3）發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）壓縮；增大；（2）擴(kuò)散；比熱容；熱傳遞；0.012；（3）做功．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中的能量轉(zhuǎn)化情況、擴(kuò)散現(xiàn)象、水的比熱容大、熱量的計(jì)算，是一道基礎(chǔ)性題目．