Question

20．一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)的活塞面積為100cm²，一個(gè)沖程中活塞的行程是0.25m，做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)是1.2×10⁶Pa．機(jī)器曲軸每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)300周．每次吸入汽缸的汽油質(zhì)量為0.1g，求：
（1）如果吸入的汽油完全燃燒．則每分鐘放出多少熱量（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）；
（2）這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)每分鐘做的功；
（3）這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的功率．

Answer 1

分析 （1）汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次；據(jù)此計(jì)算出每分鐘吸收氣缸內(nèi)汽油的質(zhì)量；根據(jù)公式Q=mq可計(jì)算汽油完全燃燒放出的熱量．
（2）熱機(jī)工作時(shí)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)；
（2）計(jì)算功率要在對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)計(jì)算做功的多少．

解答 解：（1）汽油機(jī)曲軸每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)300周，完成150個(gè)工作循環(huán)，完成吸氣沖程150次，做功150次，則吸入氣缸的汽油的質(zhì)量為：
m=0.1g×150=150g=0.15kg；
150g汽油完全燃燒釋放的熱量為：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×0.15kg=6.9×10⁶J；
（2）由p=$\frac{F}{S}$得，燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力：F=pS=1.2×l0⁶Pa×100×10^-4m²=12000N；
一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：W=Fs=12000N×0.25m=3000J；
內(nèi)燃機(jī)每分鐘做的功：
W_總=150×12000J=1.8×10⁶J；
（3）內(nèi)燃機(jī)的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{6}J}{60s}$=30000W=30kW．
答：（1）汽油每分鐘放出6.9×10⁶J的熱量；
（2）這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)每分鐘做的功為3000J；
（3）這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的功率為30kW．

點(diǎn)評(píng) 此題考查熱機(jī)中熱值、壓力、功、功率的計(jì)算，同時(shí)考查了對(duì)內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程的理解，綜合性較強(qiáng)，在計(jì)算功率時(shí)要注意功和時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系．