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9.如圖,用酒精燈對試管加熱,水溫升高,是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能.一段時間后瓶塞被水蒸氣沖出去,其能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)工作中的做功沖程能量轉(zhuǎn)化相同.一臺單缸四沖程柴油機(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)

分析 (1)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,當(dāng)物體對外做功時,物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;
熱機(jī)的四個沖程: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;
(2)一個工作循環(huán)包括四個沖程,飛輪轉(zhuǎn)兩周,對外做功一次;
(3)利用Q=mq計(jì)算燃料燃燒放出的熱量,然后根據(jù)η=WQ進(jìn)行計(jì)算.

解答 解:
(1)用酒精燈加熱試管中的水,這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能;
圖中的塞子被試管內(nèi)的水蒸氣推出過程是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子機(jī)械能的過程,與熱機(jī)的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同.
(2)此柴油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為3600r/min,所以飛輪每秒轉(zhuǎn)60r,因?yàn)轱w輪每轉(zhuǎn)兩周對外做功一次,所以在1s內(nèi),對外做功次數(shù)n=602=30次;
(3)柴油燃燒放出的熱量:Q=mq柴油=5kg×4.3×107J/kg=2.15×108J,
由η=WQ可得,轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為:
W=Qη=2.15×108J×40%=8.6×107J.
故答案為:熱傳遞;做功;30;8.6×107

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對改變內(nèi)能的方式、熱量的計(jì)算公式Q=qm和內(nèi)燃機(jī)的四個沖程特點(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.

練習(xí)冊系列答案
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