Question

16．現(xiàn)代生活越來越離不開熱機，因此全面了解和認清熱機的結構和工作過程對我們的生活至關重要，請你完成下面圍繞“熱機”展開的一些問題：
（1）如圖所示是熱機完成一個工作循環(huán)及相應主要能量轉化情況的流程圖1，請你補充完整．

（2）如圖2所示，在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，水蒸氣把橡皮塞沖出的過程中是內 能轉化為機械 能，圖中情景可用來演示四沖程汽油機工作過程中的做功 沖程．
（3）單杠四沖程汽油機工作時，有些沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成，只有一個沖程不用靠飛輪的慣性來完成，這個沖程是做功 沖程．
（4）我們發(fā)現(xiàn)熱機工作時，一般要在氣缸的外面安裝一個水箱用來降低氣缸的溫度，是利用水比熱容大 的特性，這是采用熱傳遞 的方式來減小氣缸的內能．
（5）在某熱機的工作過程中，它的能量損失所占的百分比是：廢氣內能35%，散熱損失30%，機械損失10%，則該熱機的效率是25%．當燃料在某熱機內燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時熱機的效率降低（填”升高“、”不變“或”降低“），這是因為燃料燃燒不充分，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低．

Answer 1

分析 （1）內燃機的四個沖程及能量轉化情況；四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；
壓縮沖程活塞壓縮燃料混合物做功，將機械能轉化為內能；做功沖程高溫高壓的燃氣推動活塞對活塞做功，將內能轉化為機械能．
（2）木塞沖出過程也是水蒸氣的內能轉化為塞子機械能的過程，水蒸氣的內能會減小，溫度降低；在內燃機的做功沖程中，能量轉化關系是內能轉化為機械能．
（3）內燃機的工作過程：在一個工作循環(huán)中有四個沖程，活塞往復運動兩次，曲軸和飛輪轉動兩周，只有在做功沖程中使機車獲得動力，其它三個沖程均為輔助沖程，依靠慣性完成．
（4）發(fā)生熱傳遞的條件是物體之間有溫度差，熱量會從高溫物體傳向低溫物體．比熱容是表示物體吸熱或放熱本領的物理量．
（5）根據熱機效率的概念，結合內燃機能流圖來計算熱機的效率；熱機的效率是指用來做有用功的能量占燃料完全燃料放出的總能量的百分比，據此結合現(xiàn)象可分析對效率的影響．

解答 解：（1）內燃機的四個沖程是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；做功沖程高溫高壓的燃氣推動活塞對活塞做功，將內能轉化為機械能．
（2）當加熱試管到一定程度時，水蒸氣的內能足夠大會將塞子沖出，將水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能；此過程的能量轉化關系是內能轉化為機械能，與內燃機的做功沖程類似；
（3）在內燃機的做功沖程中，燃氣的內能轉化為活塞的機械能，而吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程都是靠飛輪的慣性完成的；
（4）氣缸外面被水包圍，這樣汽缸和水之間就有溫度差，通過熱傳遞的方式使熱量從高溫的汽缸傳向低溫的水，汽缸內能就會減��；因為水的比熱容相對較大，所以在質量相同的情況下可以吸收更多的熱量；
（5）熱機的效率是用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比．所以η=1-35%-30%-10%=25%；汽車發(fā)動機工作時將內能轉化為機械能，冒“黑煙”說明燃料燃燒不充分，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低．
故答案為：（1）做功；機械能；
（2）內；機械；做功；
（3）做功；
（4）比熱容大；熱傳遞；
（5）25%；降低；燃料燃燒不充分，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低．

點評 此題綜合考查了熱機的四個沖程及能量轉化形式、水的比熱容大特點的應用、熱機效率的計算等知識，涉及知識點較多，考查比較全面，要熟練掌握．