Question

曉欣同學(xué)看到一些小汽車(chē)的尾部都標(biāo)有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字樣，他上網(wǎng)查詢(xún)得知這是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)“排氣量”的數(shù)值。所謂排氣量就是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的工作容積，是指所有氣缸內(nèi)活塞從下止點(diǎn)到達(dá)上止點(diǎn)所掃過(guò)的容積之和。一般情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的“排氣量”越大，功率越大。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)工作循環(huán)要經(jīng)歷四個(gè)沖程，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周�，F(xiàn)有一輛小轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量為1.8L，最大功率為74kW，當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率工作時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)速為5200r/min。汽油機(jī)工作時(shí)的最佳空燃比（即空氣和燃油的質(zhì)量比）為14:1，壓縮比是10（即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值），若發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)汽油和空氣的混合密度為1.35kg/m3,汽油的熱值為4.6×107J/kg、密度為0.71×103kg/m3。請(qǐng)計(jì)算：

1.這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的熱機(jī)效率。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)，汽車(chē)的最高時(shí)速為175km/h，計(jì)算在此情況下汽車(chē)每百公里油耗為多少升。

Answer 1

1．這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)1min內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功

W有=74×103W×60s=4.44×106J …（2分）

在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)5200r，吸入汽油和空氣的混合氣2600次…（2分）

1min內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗汽油的質(zhì)量為：

m= ρV =1.35kg/m3×1.8× ×10-3 m3×2600× =0.47 kg … （4分）

1min內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量

W總=0.47kg×4.6×107J/ kg=2.16×107J …（2分）

這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的熱機(jī)效率

η=W有/W總=21% …（2分）

2．汽車(chē)以最高時(shí)速175km/h前進(jìn)100km所用時(shí)間：

t=s/v=100km/175km/h =34.3min …（2分）

汽車(chē)每行使100km的耗油質(zhì)量為

m’= 0.47 kg/min×34.3min=16.1kg …（2分）

汽車(chē)每行使100km的耗油體積為

V’= m’/ρ=16.1kg/0.71kg/L=22.7L …（2分）