Question

11．如圖所示為一款內燃機的汽缸結構圖，已知活塞的面積為S，在做功沖程中燃氣的平均壓強為p，做程沖程中活塞移動的距離為L，內燃機每分鐘消耗的燃油質量為m，燃料的熱值為q，飛輪每分鐘轉動N周．（以上各物理量均采用國際單位中的主單位，以下計算結果均用題目中的已知量表示）求：
（1）做功沖程中活塞受到的壓力；
（2）做功沖程中燃氣對活塞所做的功；
（3）每分鐘燃料完全燃燒放出的熱量；
（4）內燃機的機械效率．

Answer 1

分析 （1）利用壓強公式求出壓力大��；
（2）根據功的計算公式求出做功沖程所做的功；
（3）根據公式Q=qm求出燃料完全燃燒放出的熱量；
（4）結合效率公式求出熱機效率．

解答 解：
（1）根據p=$\frac{F}{S}$可知，做功沖程中活塞受到的壓力：F=pS；
（2）做程沖程中活塞移動的距離為L，
所以做功沖程燃氣對活塞做的功為：W=FL=pSL；
（3）內燃機每分鐘消耗的燃油質量為m，
所以每分鐘燃料完全燃燒放出的熱量為：Q=qm；
（4）汽油機的效率為：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{\frac{N}{2}pSL}{qm}$=$\frac{NpSL}{2qm}$．
答：（1）做功沖程中活塞受到的壓力為pS；
（2）做功沖程中燃氣對活塞所做的功為pSL；
（3）每分鐘燃料完全燃燒放出的熱量為qm；
（4）內燃機的機械效率$\frac{NpSL}{2qm}$．

點評 此題考查熱機中壓力、功、熱量、效率的計算，關鍵是對公式和公式變形的理解和應用．