Question

12．某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm²，一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×l0⁵Pa，飛輪lmin轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)（不計(jì)摩擦），若1min消耗汽油8g，汽油的熱值為4.6×l0⁷J/kg．求：
（1）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功；
（2）該汽油機(jī)的效率．

Answer 1

分析 （1）知道平均壓強(qiáng)和受力面積，利用由p=$\frac{F}{S}$求燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力，知道活塞移動(dòng)的距離，利用W=Fs求一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功；
（2）曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，要做功900次，可求1min內(nèi)所做的功（有用功）；利用Q=mq求1min汽油完全燃燒放出的熱量（總能量），再利用效率公式求汽油機(jī)的效率．

解答 解：
（1）由p=$\frac{F}{S}$得燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力為：
F=pS=9.0×l0⁵Pa×30×10^-4m²=2700N，
活塞移動(dòng)的距離s=50mm=0.05m，
一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：
W=Fs=2700N×0.05m=135J；
（2）曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，要做功900次，
所以1min內(nèi)所做的功W_總=W×900=135J×900=1.215×10⁵J；
1min汽油完全燃燒放出的熱量Q=mq=0.008kg×4.6×10⁷J/kg=3.68×10⁵J，
汽油機(jī)的效率：
η=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{Q}$=$\frac{1.215×1{0}^{5}J}{3.68×1{0}^{5}J}$×100%≈33%．
答：（1）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功為135J；
（2）該汽油機(jī)的效率為33%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道學(xué)科綜合題，考查了壓強(qiáng)公式、功的公式、熱量公式和效率公式的應(yīng)用，綜合性強(qiáng)，我們只要認(rèn)真分析，一步一步來就一定可以得出正確的結(jié)果．