汽缸、法兰和螺栓加热装置的作用是什么?

①气体等压变化−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−(2分)

气缸移动的距离为

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−(2分)

① ②吸热（1分） 大于（1分）


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①对汽缸中封闭的理想气体，初态：p₁=P_o=l×10⁵Pa，V₁=l₁S，T₁=500K，
设温度为T₂时，汽缸对地面恰好没有压力，此时弹簧伸长量：x=[Mg/k]=[10×10/1000]=0.1m，
此时气体体积V₂=（l₁-x）S，气体压强P₂=P_o-[Mg/S]，
代入数据解得：P₂=9×10⁴Pa，
由理想气体状态方程得：
p1V1
T1=
p2V2
T2，
代入数据解得：T₂=360K；
②缓慢降温至T₃=270 K时，压强P₃=P₂，体积V₃=（l₁-x-h）S，
由理想气体状态方程得：
p1V1
T1=
p3V3
T3，
代入数据解得：h=0.1m；
答：①当温度降低到360K时，汽缸对地面恰好没有压力．
②若缓慢降温至270K时，汽缸将离开地面上升0.1m．

点评：
本题考点： 理想气体的状态方程．

考点点评： 本题考查了求气体的温度、气缸上升的高度，根据题意求出气体的状态参量、应用理想气体状态方程即可正确解题．

在汽油机的压缩冲程中，压缩燃料混合物做功，使燃料混合物的体积减小、压强增大，内能增加、温度升高．
故选C．

点评：
本题考点： 内燃机的四个冲程．

考点点评： 内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能．

（1）汽油在气缸内燃烧时，将汽油的化学能转化为内能；
（2）为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；
（3）飞轮转速是1200r/min=20r/s，因一个工作循环转2圈，完成4个冲程，做功一次；
所以每秒完成10个工作循环，完成40个冲程，做功10次；
故答案为：化学能转化为内能；热传递；40；10．

点评：
本题考点： 内燃机的四个冲程．

考点点评： 本题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算．

（1）初态：p1＝p0−
mg
S＝0.95×105pa，v1＝2×10−3m3
末态：p2＝1×105pa，
由玻意耳定律得：p₁V₁=p₂V₂
则得 v2＝
p1v1
p2＝1.9×10−3m3
重物升高的高度 h＝
v1−v2
S＝0.01m
（2）对活塞和重物整体，根据动能定理得：
W-p₀SH+mgH=0
解得，汽缸内气体作功 W=15.2J
（3）重物到达最低点时气体的体积 v3＝v2+SH＝2.06×10−3m3
则有 p3＝
p1v1
v3＝0.92×105pa
活塞质量不计，则对重物和活塞，根据牛顿第二定律得：（p₀-p₃）S-mg=ma
解得，a=6m/s² 方向向上
答：
（1）重物需要升高0.01m．
（2）汽缸内气体作了15.2J的功．
（3）重物到达最低点时的加速度a的大小为6m/s²，方向向上．

点评：
本题考点： 封闭气体压强；理想气体的状态方程．

考点点评： 本题是玻意耳定律和力学知识的综合，要注意题中条件：活塞质量不计，运用整体法求加速度．

活塞处于平衡状态有：P₀s+mg=Ps，所以被封闭气体压强为：P=P₀+[mg/S]
②被封闭气体体积增大，气体对外界做功，由于气体温度不变，因此内能不变，
根据△U=W+Q可知，在该过程中，缸内气体吸热．
故答案为：P₀+[mg/S]，吸热

点评：
本题考点： 封闭气体压强．

考点点评： 根据活塞的受力平衡，对活塞受力分析，根据平衡的条件计算即可．

以气缸底为研究对象受力分析，根据平衡条件：
PS+Mg=P₀S
得：P=P₀-[Mg/S]
故选：C．

点评：
本题考点： 封闭气体压强．

考点点评： 确定此封闭气体压强灵活选取研究对象是关键，也可以选活塞为研究对象，但要先求出弹簧的拉力，可以尝试．

（1）转速n=1500转/分=25转/s---（1）
活塞面积：
S=π（[d/2]）²---------------------------（2）
作用在活塞上的平均压力：
F=pS--------------------------（3）
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
W=FL-------------------------（4）
功率：P=[1/2]nW----------------------（5）
将（2）、（3）、（4）式代入（5）式得：
P=[1/8]πnpLd²=[1/8]×3.14×25转/s×9.58×10⁵Pa×0.055m×（0.065m）²=2.2kW．
（2）汽油机的效率η=[W/Q]=[Pt/mq]=
2200W×60s
15×10−3Kg×4.6×107J/Kg=19%．
答：（1）这种汽油机满负荷工作时做功的功率为2.2kW
（2）汽油机把内能转化为机械能的效率是19%．

点评：
本题考点： 有关热机的计算；热机的效率．

考点点评： 此题考查热机中压力、功、功率、效率的计算．在计算功率和效率时要注意对应关系．

封闭气体的初状态压强为：p1=p0+mgS，体积为V．设汽缸刚提离地面时活塞上升的距离为x，则封闭气体末状态体积为：V′=V+xS，压强为：p2，对气缸，有：p2S+Mg=p0S解得：p2=p0-MgS由玻意耳定律：p1V=...

点评：
本题考点： 封闭气体压强；气体的等温变化．

考点点评： 本题是玻意耳定律的应用，关键分析清楚初末状态的状态参量，难点是根据平衡求解封闭气体的压强．

由初始平衡状态：P_AS+Mg=P_BS
由最终平衡状态：PA′S+Mg＝PB′S
设汽缸总容积为V，因为汽缸导热，气体做等温变化，有：PA•
V
2＝PA′•
V
3
PB•
V
2＝PB′•
2V
3
联立上面的方程，得：PB′＝
5Mg
2S
答：后来B气体的压强为PB′＝
5Mg
2S．

点评：
本题考点： 理想气体的状态方程．

考点点评： 该题考查气体压强的求法与玻意耳定律应用的基本步骤，属于基础题目．