Question

12．隨著人們生活水平的不斷提高，家用轎車飛快的駛進(jìn)千家萬戶．汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)主要是汽油機(jī)，如圖所示是某單杠四沖程汽油機(jī)的工作瞬間，此汽油機(jī)一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力為2.7×10³N，飛輪1min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)（不計(jì)摩擦），1h消耗汽油0.6kg（汽油的熱值約為q=4×10⁷J/kg）
（1）此工作瞬間是汽油機(jī)的哪一個(gè)沖程；
（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功；
（3）汽油機(jī)的功率；
（4）汽油機(jī)的效率．

Answer 1

分析 （1）判斷沖程名稱可用口訣：“先看氣門開關(guān)情，再看活塞上下行；開下吸氣開上排，關(guān)上壓縮關(guān)下功”進(jìn)行分析；
（2）已知熱機(jī)工作時(shí)的壓力和活塞移動(dòng)的距離有關(guān)，利用W=Fs求做的功；
（3）求出飛輪1min做功的次數(shù)，即可求出1min內(nèi)所做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（4）利用W=Pt求出1h所做的功，利用Q=mq計(jì)算汽油完全燃燒放出的熱量，利用η=$\frac{W}{Q}$求效率．

解答 解：（1）由圖可知：活塞向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，因此是壓縮沖程；
（2）活塞移動(dòng)的距離s=50mm=0.05m，
一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：W=Fs=2.7×10³N×0.05m=135J；
（3）曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，要做功900次，
所以1min內(nèi)所做的功W_總=W×900=135J×900=1.215×10⁵J；
則功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{1.215×1{0}^{5}J}{60s}$=2025W；
（4）汽油機(jī)1h所做的功W′=60W_總=60×1.215×10⁵J=7.29×10⁶J；
該汽油機(jī)1h汽油完全燃燒放出的熱量Q=mq=0.6kg×4×10⁷J/kg=2.4×10⁷J，
效率η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{7.29×1{0}^{6}J}{2.4×1{0}^{7}J}$×100%≈30.4%．
答：（1）此工作瞬間是汽油機(jī)的壓縮沖程；
（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功135J；
（3）汽油機(jī)的功率為2025W；
（4）汽油機(jī)的效率為30.4%．

點(diǎn)評(píng) 此題考查內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程工作特點(diǎn)和功、功率、效率的計(jì)算．在計(jì)算功率和效率時(shí)要注意對(duì)應(yīng)關(guān)系．