Question

16．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利．汽车应用了许多物理知识：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，如图是汽油机工作的压缩冲程，在活塞上升过程中，气缸内气体的内能将增大；
（2）给汽车加油时，能闻到汽油味，这是扩散现象；汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水的比热容大的性质，通过热传递的方式可使发动机的温度降低．如果散热器中装有10kg的水，在温度升高20℃的过程中，水吸收的热量相当于完全燃烧0.012kg的酒精放出的热量．（酒精的热值为3×10⁷J/kg）
（3）汽车发动机工作时做功冲程将内能转化为机械能．

Answer 1

分析 （1）当气阀都关闭，并且活塞向下运动时是做功冲程；活塞向上运动时是压缩冲程；在压缩上升过程中，活塞压缩气体做功，气体的内能增大，温度升高；
（2）两种不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散现象；水的比热容最大，与其它物质相比，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，通过热传递改变物体的热量；已知水的比热容、质量和升高的温度，利用公式Q=cm△t计算吸收的热量；已知天然气的热值和产生的热量，利用公式m=$\frac{Q}{q}$得到需要的天然气的质量．
（3）在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转化为内能．

解答 解：（1）由图可知，进气阀和排气阀都关闭，并且活塞向上运动，所以是压缩冲程；当活塞上升时，气体的内能增大，温度升高；
（2）小汽车用汽油做燃料．加油时能闻到汽油的气味，是因为汽油分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象；汽车发动机上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水比热容大的性质，与其它物质相比，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，致冷效果最好；
这时通过热传递的方法改变物体的内能；水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×20℃=8.4×10⁵J；因为Q=mq，
所以天然气的质量为m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{7×1{0}^{7}J/kg}$=0.012kg；
（3）发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能．
故答案为：（1）压缩；增大；（2）扩散；比热容；热传递；0.012；（3）做功．

点评 本题主要考查了内燃机的四个冲程中的能量转化情况、扩散现象、水的比热容大、热量的计算，是一道基础性题目．