Question

某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm²，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×lO⁵Pa，飛輪lmin轉(zhuǎn)動1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時（不計(jì)摩擦），若1min消耗汽油0.01L．汽油的密度ρ=0.8×10³kg/m³；
汽油的熱值為4.6×l0⁷J/kg．求：
（1）做功沖程中燃?xì)鈱�活塞的平均壓力�?br />（2）一個做功沖程中燃?xì)鈱�活塞做的功�?br />（3）汽油機(jī)的功率．
（4）該汽油機(jī)的效率．

Answer 1

分析：熱機(jī)工作時的壓力和燃?xì)獾膲簭?qiáng)和活塞的面積有關(guān)，做功的多少和燃?xì)獾钠骄鶋毫�和做功的距離有關(guān)，計(jì)算功率要在對應(yīng)的時間內(nèi)計(jì)算做功的多少，計(jì)算效率也應(yīng)是在對應(yīng)的時間內(nèi)燃料完全燃燒放出的熱量和做的功．

解答：解：（1）燃?xì)鈱�活塞的平均壓力：F=PS=9.0×lO⁵Pa×30×10^-4m²=2700N；
（2）一個做功沖程中燃?xì)鈱�活塞做的功：W=FS=2700N×0.05m=135J；
（3）曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，所以lmin轉(zhuǎn)動1800周，要做功900次，所以P=

W

t

=

135J×900

60s

=2025w
（4）該汽油機(jī)1min消耗汽油質(zhì)量：m=ρv=0.8×10³kg/m³×0.01×10^-3m³=0.008kg，
效率：η=

W

Q

=

W

mq

=

135J×900

0.008kg×4.6×107J/kg

=33%．
答：（1）做功沖程中燃?xì)鈱�活塞的平均壓力�?700N；（2）一個做功沖程中燃?xì)鈱�活塞做的�?35J；（3）汽油機(jī)的功率為2025W；（4）汽油機(jī)的效率為33%．
故答案為：①2700N；②135J；③2025W；④33%．

點(diǎn)評：此題考查熱機(jī)中壓力、功、功率、效率的計(jì)算．在計(jì)算功率和效率時要注意對應(yīng)關(guān)系．