4.(齐齐哈尔)(多选)关于单缸四冲程汽油机,下列说法正确的是()

A.加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B.通过改进可以使汽油机的效率达到100％
C.除做功冲程外,其他三个冲程都是依靠惯性完成的
D.若曲轴的转动速度为1200 r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次

4.AC 点拨:加入润滑油使各零部件彼此分离,可以减小汽油机零部件间的摩擦,A正确;热机在工作时,总要克服机器零件间的摩擦做功,还有热量的散失,导致热机的热效率总小于100%,B错误;四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的,在内燃机工作的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他冲程都是靠惯性来工作的,C正确;若曲轴的转速是1200 r/min(20 r/s),表示每秒曲轴转动20圈,因为一个工作循环曲轴转2圈,完成四个工作冲程,对外做功1次,所以,1 s内曲轴转20圈,共10个工作循环,40个冲程,对外做功10次,D错误。

5.(成都)锻造钢制零件时常将零件加热至高温后浸入水中快速冷却，即淬火。某课外研究小组在实验室模拟淬火过程如下：在17 ℃的室温环境下，用酒精灯将质量为100 g的钢片均匀加热至高温后立即浸没于100 g水中，水温升至40 ℃后缓慢下降。加热钢片消耗酒精1.4 g，酒精完全燃烧。不考虑水的汽化，忽略钢片转移至水中过程热量损失，假设钢片放出的热量完全被水吸收。已知水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，钢的比热容为$0.46×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，酒精的热值为$3.0×10^7\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}$。下列计算结果正确的是()
A 水吸收的热量为$1.68×10^4\ \mathrm{J}$
B. 酒精燃烧释放的热量为$4.2×10^7\ \mathrm{J}$
C. 钢片吸热后温度升高$233\ °\mathrm{C}$
D. 加热钢片过程中能量转化效率为23％

5.C 点拨:水吸收的热量$Q_{\mathrm{水吸}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}×(40\ ℃-17\ ℃)=9.66×10^3\ \mathrm{J}$,A错误;酒精完全燃烧放出的热量$Q_{\mathrm{酒精}}=m_{\mathrm{酒精}}q_{\mathrm{酒精}}=1.4×10^{-3}\ \mathrm{kg}×3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^4\ \mathrm{J}$,B错误;因为钢片放出的热量等于水吸收的热量(不计热量损失),所以$Q_{\mathrm{钢放}}=Q_{\mathrm{水吸}}=9.66×10^3\ \mathrm{J}$,由钢片放热公式$Q_{\mathrm{钢放}}=c_{\mathrm{钢}}m_{\mathrm{钢}}\Delta t_{\mathrm{钢}}$得,钢片的温度变化量$\Delta t_{\mathrm{钢}}=\frac{Q_{\mathrm{钢放}}}{c_{\mathrm{钢}} m_{\mathrm{钢}}}=\frac{9.66×10^3\ \mathrm{J}}{0.46×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}}=210\ ℃$,淬火前钢片温度$t_{\mathrm{钢}}=40\ ℃+210\ ℃=250\ ℃$,因为初始室温为17 ℃,所以钢片升高的温度为$250\ ℃-17\ ℃=233\ ℃$,C正确;钢片吸收的热量$Q_{\mathrm{钢吸}}=c_{\mathrm{钢}}m_{\mathrm{钢}}\Delta t_{\mathrm{钢升}}=0.46×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}×233\ ℃=1.0718×10^4\ \mathrm{J}$,加热过程中能量的转化率$\eta=\frac{Q_{\mathrm{钢吸}}}{Q_{\mathrm{酒精}}}=\frac{1.0718×10^4\ \mathrm{J}}{4.2×10^4\ \mathrm{J}}=26\%$,D错误。

6.(辽宁)汽油机在冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为$2.3×10^7$ J，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗kg的汽油(汽油的热值取$4.6×10^7$ J/kg)。

6.做功 2 点拨:汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能;汽油机的效率为25%,则汽油机在这段时间总共消耗的能量为$\Delta E=\frac{2.3×10^7\ \mathrm{J}}{25\%}=9.2×10^7\ \mathrm{J}$,这些能量由汽油完全燃烧释放的热量提供,则有$\Delta E=Q_{\mathrm{放}}$,由$Q_{\mathrm{放}}=qm$可知,消耗汽油的质量$m=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{q}=\frac{9.2×10^7\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}=2\ \mathrm{kg}$。

7.(苏州)如图14－2所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体，水的比热容为$4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，丁烷的热值为$4.8× 10^7\ \mathrm{J/kg}$，$\rho_{\mathrm{水}}=1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。求：

（1）壶中水的质量；
（2）水吸收的热量；
（3）卡式炉的加热效率。

7.解:(1)$m_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×2×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=2\ \mathrm{kg}$。
（2）$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×2\ \mathrm{kg}×(100-25)℃=6.3×10^5\ \mathrm{J}$。
（3）$Q_{\mathrm{放}}=q_{\mathrm{丁烷}}m_{\mathrm{丁烷}}=4.8×10^7\ \mathrm{J/kg}×25×10^{-3}\ \mathrm{kg}=1.2×10^6\ \mathrm{J}$，$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}=\frac{6.3×10^5\ \mathrm{J}}{1.2×10^6\ \mathrm{J}}=52.5\%$。