Question

20．如圖所示為四沖程汽油機(jī)工作過程中某一沖程的示意圖．在該沖程中．進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)．根據(jù)該圖可知它表示的是壓縮沖程，在該沖程中，氣缸內(nèi)的油氣混合物的內(nèi)能增加 （增加/不變/減少）．然而大量交通工具特別是汽車排放出的廢氣使得空氣中PM2.5的含量迅速增加，近階段我市很多霧霾天氣也與此有關(guān)．汽油機(jī)經(jīng)過改進(jìn)可以燃燒天然氣，天然氣雖然也是化石燃料，但相比汽柴油要清潔得多并且相對(duì)價(jià)格也便宜，揚(yáng)州市部分公交車和幾乎所有的出租車都已使用天然氣．已知天然氣的熱值為7×10⁷J/m³，當(dāng)出租車消耗0.2m³天然氣時(shí)，所釋放的熱量為1.4×10⁷J（假設(shè)天然氣完全燃燒）．若天然氣所釋放熱量的84%被水吸收，能使100kg的水溫度升高28℃．

Answer 1

分析 （1）汽油機(jī)的四個(gè)沖程是吸氣、壓縮、做功和排氣沖程．吸氣沖程進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)；壓縮沖程兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)；做功沖程兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)；排氣沖程排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)；壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；
（2）已知天然氣的熱值和質(zhì)量，可利用公式Q=Vq計(jì)算0.2m³天然氣完全燃燒放出的熱量；先根據(jù)效率公式求出水吸收的熱量，再根據(jù)Q=cm△t求出水溫的變化量即為水升高的溫度．

解答 解：
（1）由圖可見，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，因此是壓縮沖程；在這個(gè)沖程中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成混合氣體的內(nèi)能，因此氣缸內(nèi)的油氣混合物的內(nèi)能增加；
（2）完全消耗0.2m³天然氣放出的熱量：Q=Vq=0.2m³×7×10⁷J/m³=1.4×10⁷J；
水吸收的熱量：Q_吸=Qη=1.4×10⁷J×84%=1.176×10⁷J，
水升高的溫度：△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.176×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=28℃．
故答案為：壓縮；增加；1.4×10⁷；28．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)汽油機(jī)的四個(gè)沖程的了解情況，以及對(duì)熱量的計(jì)算和效率公式的應(yīng)用，要注意溫度升高了（△t）與升高到（末溫）的區(qū)別．