Question

20．圖1為四缸發(fā)動機工作原理：內燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作．
（1）發(fā)動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣推動活塞向下運動，對外做功，能量轉化是內能轉化為機械能．

（2）圖2為發(fā)動機在做功沖程中的示意圖．下面給出了公式W=pV的證明，請將推導過程補充完整（要求各表達式均用S、L或p表示）：
設活塞的面積為S，沖程長為L，燃氣對活塞的壓強為p，則：燃氣對活塞的壓力F=pS，燃氣對活塞所做的功W=pSL=PV．

Answer 1

分析 （1）掌握內燃機的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程；四個沖程是一個工作循環(huán)，做功沖程對外做功，即將內能轉化為機械能；壓縮沖程中，將機械能轉化為內能；
（2）在做功沖程里，求出了燃氣對活塞的壓強，知道活塞的面積，利用p=$\frac{F}{S}$求活塞受到的壓力，又知道活塞移動的距離（沖程長），利用功的公式W=Fs求每個做功沖程燃氣做功．

解答 解：
（1）發(fā)動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣推動活塞向下運動，對外做功，同時將內能轉化為機械能．
（2）因為p=$\frac{F}{S}$，
所以活塞受到的壓力：F=pS，
因為在做功沖程，活塞移動的距離為l，發(fā)動機的單缸排量V=Sl，
所以燃氣對活塞所做的功：W=Fl=pSl=pV．
故答案為：
（1）內能轉化為機械能；（2）pS；pSL．

點評 本題綜合考查了內燃機的種類及四沖程，要掌握四沖程的特點及能量轉化情況，功的計算、壓強的計算，需要細心，屬于難題．