Question

20．图1为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，能量转化是内能转化为机械能．

（2）图2为发动机在做功冲程中的示意图．下面给出了公式W=pV的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、L或p表示）：
设活塞的面积为S，冲程长为L，燃气对活塞的压强为p，则：燃气对活塞的压力F=pS，燃气对活塞所做的功W=pSL=PV．

Answer 1

分析 （1）掌握内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程；四个冲程是一个工作循环，做功冲程对外做功，即将内能转化为机械能；压缩冲程中，将机械能转化为内能；
（2）在做功冲程里，求出了燃气对活塞的压强，知道活塞的面积，利用p=$\frac{F}{S}$求活塞受到的压力，又知道活塞移动的距离（冲程长），利用功的公式W=Fs求每个做功冲程燃气做功．

解答 解：
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为机械能．
（2）因为p=$\frac{F}{S}$，
所以活塞受到的压力：F=pS，
因为在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量V=Sl，
所以燃气对活塞所做的功：W=Fl=pSl=pV．
故答案为：
（1）内能转化为机械能；（2）pS；pSL．

点评 本题综合考查了内燃机的种类及四冲程，要掌握四冲程的特点及能量转化情况，功的计算、压强的计算，需要细心，属于难题．