Question

3．（1）某一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速是1800轉(zhuǎn)/分，若做功沖程一次做功1500J，則這臺(tái)汽油機(jī)的功率是22.5kW，若某次工作1min消耗汽油的質(zhì)量是0.1kg，這臺(tái)汽油機(jī)的效率大約是29.3%．（汽油的熱值是4.6×10⁷J/kg）
（2）如圖所示，小宇從公園的滑梯上滑下，在滑下的過(guò)程中，人與滑梯接觸的部位感到燙，這說(shuō)明做功可以改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)是能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．如圖所示為一種人們?cè)O(shè)想中的永動(dòng)機(jī)，它通過(guò)高處的水流沖擊葉片，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)抽水機(jī)從低處將水抽到高處，從而循環(huán)工作，這種永動(dòng)機(jī)不能夠（選填“能夠”或“不能夠”）永遠(yuǎn)工作下去．

Answer 1

分析 （1）①熱機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)，要經(jīng)過(guò)4個(gè)沖程，燃?xì)鈱?duì)外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周，根據(jù)這個(gè)比例關(guān)系可以求出活塞所做的功，然后利用P=$\frac{W}{t}$求出功率；
②根據(jù)Q=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量，汽油機(jī)做的總功就等于0.1kg汽油完全燃燒放出的熱量，再根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算汽油機(jī)的效率．
（2）①改變物體內(nèi)能的兩種方法：做功和熱傳遞．對(duì)物體做功（克服摩擦力做功、壓縮氣體做功等），將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，使物體的內(nèi)能增加、溫度升高；
②在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，總會(huì)有一部分能量以熱的形式向四周擴(kuò)散，成為無(wú)用的能量，所以抽水機(jī)的機(jī)械能會(huì)逐漸減�。�

解答 解：
（1）①汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min，每分鐘飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)1800圈，完成900個(gè)工作循環(huán)，對(duì)外做功900次．
做功沖程工作時(shí)，推動(dòng)活塞一次做功1500J，
1min做功W=1500J×900=1.35×10⁶J，
這臺(tái)汽油機(jī)的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.35×1{0}^{6}J}{60s}$=2.25×10⁴W=22.5kW．
②汽油機(jī)做的總功就等于汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量：W_總=Q_放=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
故汽油機(jī)的效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{1.35×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%≈29.3%．
（2）①小宇在下滑過(guò)程中克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以臀部有灼熱的感覺(jué)，這是通過(guò)做功的方式改變了他的內(nèi)能，此過(guò)程的實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化；
②人們?cè)O(shè)想的這種機(jī)械裝置不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槌樗畽C(jī)在此過(guò)程中，有部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即機(jī)械能會(huì)逐漸減少，所以機(jī)械能總量不守恒，所以人們?cè)O(shè)想的機(jī)械裝置不能實(shí)現(xiàn)．
故答案為：（1）22.5；29.3%；（2）做功；轉(zhuǎn)化；不能夠．

點(diǎn)評(píng) （1）此題主要考查的是學(xué)生對(duì)功率、熱值和熱機(jī)效率計(jì)算公式的理解和掌握，解決此題要知道在四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈，完成2個(gè)沖程，1個(gè)工作循環(huán)中包括4個(gè)沖程并對(duì)外做功1次，記住相關(guān)數(shù)據(jù)是解題的關(guān)鍵．
（2）知道改變內(nèi)能的兩種方式、機(jī)械能和電能之間的轉(zhuǎn)化并不是100%的轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中總是會(huì)有部分能量的損失．