Question

13．一臺單缸四沖程柴油機活塞的橫截面積為600cm²，活塞的行程是100mm，做功沖程的平均壓強是3.5×10⁵Pa，求：
（1）做功沖程中氣體做的功；
（2）若柴油機每分鐘完成500個工作循環(huán)，則柴油機的功率多大？

Answer 1

分析 （1）知道燃氣的平均壓強和活塞的橫截面積，可利用公式F=pS計算出平均壓力的大小，知道活塞的行程，利用公式W=Fs計算出一個做功沖程燃氣對活塞做的功；
（2）四沖程內(nèi)燃機一個工作循環(huán)對外做功1次，求出做的總功，利用公式P=$\frac{W}{t}$求出該柴油機的功率．

解答 解：（1）活塞的橫截面積S=600cm²=6×10^-2m²，
由p=$\frac{F}{S}$可得，燃氣對活塞的平均壓力：
F=pS=3.5×10⁵Pa×6×10^-2m²=2.1×10⁴N；
活塞的行程s₁=100mm=0.1m，
則做功沖程中氣體做的功：
W₁=Fs₁=2.1×10⁴N×0.1m=2.1×10³J．
（2）因為一個工作循環(huán)做功一次，
所以，每分鐘完成500個工作循環(huán)，對外做功次數(shù)N=500，
該柴油機每分鐘做的功：
W=NW₁=500×2.1×10³J=1.05×10⁶J，
t=1min=60s，
則柴油機的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.05×1{0}^{6}J}{60s}$=1.75×10⁴W．
答：（1）做功沖程中氣體做的功為2.1×10³J；
（2）柴油機的功率為1.75×10⁴W．

點評 本題是一道學科綜合題，考查了學生對壓強公式、功的公式、功率公式的掌握和運用，在計算時要求單位統(tǒng)一，特別要注意每分鐘做功的次數(shù)，這是最容易出錯的地方．