Question

如圖為汽油機(jī)做功沖程的示意圖．若某型號(hào)單缸四沖程汽油機(jī)的活塞沖程長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.12m，某種工作狀態(tài)下做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋毫�為F=3×10³N，活塞以1400次/分鐘作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，汽油機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，對(duì)外做功一次．求：
（1）汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下，對(duì)外做的一次功的大�。�
（2）汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下，1min內(nèi)做功的功率；
（3）如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20g汽油，那么汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg、不計(jì)摩擦，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）活塞是靠高溫高壓的燃?xì)庾龉Φ�，活塞一次做功就等于燃�(xì)鈱?duì)活塞的壓力和活塞沖程長(zhǎng)度的乘積，
（2）要求汽油機(jī)的功率，用汽油機(jī)1min做的功除以時(shí)間，活塞1min往復(fù)運(yùn)動(dòng)1400次，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，對(duì)外做功一次，求出1min對(duì)外做功的次數(shù)．
求出做功一次所做的功乘以次數(shù)，就是1min做的功，再除以時(shí)間就是功率．
（3）求出燃料燃燒時(shí)得到的內(nèi)能，用Q_放=mq得出，再求出每分鐘轉(zhuǎn)化的機(jī)械能即一分鐘做的功，用機(jī)械能除以內(nèi)能得出效率．

解答：解：（1）汽油機(jī)對(duì)外做功一次所做的功：W₁=FS=3×10³N×0.12m=360J
（2）汽油機(jī)一分鐘做的功：W=

n

2

W₁=

1

2

×1400×360J=252000J
汽油機(jī)做功的功率：P=

W

t

=

252000J

60s

=4200W
（3）燃料燃燒一分鐘獲得的內(nèi)能：Q_放=mq=20×10^-3kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁵J
汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η=

W

Q放

×100%=

252000J

9.2×105J

×100%≈27%．
答：（1）汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下，對(duì)外做的一次功的大小為360J；
（2）汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下，1min內(nèi)做功的功率是4200W；
（3）汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為27%．

點(diǎn)評(píng)：此題是一道學(xué)科綜合題，考查了功、功率、效率的計(jì)算，但我們只要認(rèn)真分析，一步一步來(lái)就一定可以得出正確的結(jié)果．