Question

19．老師用如圖1所示實驗裝置，加熱試管使水沸騰，發現試管上方的小風車，開始不停地轉動；由此引出以下問題，請利用所學的知識回答．

（1）圖1實驗中能量轉化方式與圖2中汽油機的哪個沖程相同？丁
（2）若某四沖程汽油機的功率為36千瓦，做功沖程每次對外做功800焦耳，則在1秒鐘內該汽油機能完成180個沖程，此汽油機飛輪的轉速為4800轉/分．
（3）如圖3所示的是等質量兩種液體吸收的熱量與溫度變化情況的圖象．根據圖中提供的信息判斷，這兩種液體中，選擇乙液體作為汽車冷卻液效果會更好．

Answer 1

分析 （1）瓶內熱水蒸發產生大量水蒸氣，水蒸氣膨脹對瓶塞做功，內能轉化為機械能；汽油機的四個沖程中，壓縮沖程機械能轉化為內能，做功沖程內能轉化為機械能．
（2）知道某四沖程汽油機的功率，可得每秒做功大小，知道每次做功大小，可求每秒做功次數．而四沖程內燃機1個工作循環中包括4個沖程、對外做功1次、曲軸（飛輪）轉2圈，據此求轉速；
（3）根據吸收熱量的公式Q=cm△t，質量相等的甲、乙液體，吸收相同的熱量，比熱容大的，溫度升高的少，就更適合做冷卻液．

解答 解：
（1）由圖1知，加熱試管使水沸騰，水蒸氣推動小風車做功，使之不停地轉動；這一過程中內能轉化為機械能．
圖2中：
甲、兩個氣門都關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉化為內能；
乙、一個氣門關閉，一個氣門打開，活塞向上運動，屬排氣沖程，沒有能量轉化；
丙、一個氣門關閉，一個氣門打開，活塞向下運動，是吸氣沖程，沒有能量轉化；
丁、兩個氣門都關閉，活塞向下運動，是做功沖程，將內能轉化為機械能；
可見，圖1實驗中能量轉化方式與圖2中汽油機的丁沖程相同；
（2）某四沖程汽油機的功率P=36kW=36000W，每秒做功36000J，
每秒做功次數n=$\frac{36000J}{800J}$=45次，則每秒完成45個循環，飛輪轉動90轉，有45×4=180個沖程；
1min轉90×60=4800R，故該汽油機工作時飛輪的轉速為4800R/min．
（3）根據比熱容的概念可知，比熱容大的物體每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量就大，根據圖象判斷甲、乙液體，每升高1℃，哪一個需要吸收的熱量多，吸收熱量多的比熱容就大；可以看出乙比熱容大；
根據Q=cm△t，吸收相同的熱量，比熱容大的，溫度升高的就小，就更適合做冷卻液．故乙做冷卻液更好．
故答案為：（1）丁；（2）180；4800；（3）乙．

點評 本題從一小實驗入手，考查了四沖程汽油機的能量轉化特點、水的比熱容大的應用，注重了物理知識與生活的聯系，應重點掌握．