Question

【題目】某單缸四沖程汽油機的相關參數如表：

氣缸內直徑（mm）	活塞行程（mm）	汽油的熱值（J/kg）	汽油的密度（kg/m）	做功沖程燃氣的平均壓強（Pa）	飛輪的轉速（r/min）
D0	L0	q0	ρ0	P0×106	N

汽車以速度V0（km），已知發動機的效率為η，求：
（1）汽油機每秒對外做功的次數n=
（2）發動機的功率是多少？汽車百公里耗油量（即耗油）是多少L？

Answer 1

【答案】
（1） 次
（2）解：活塞的面積：

S=πr2=π（ D0×10﹣3m）2= πD02×10﹣6m2，

燃氣對活塞的推力：

F=pS=P0×106× πD02×10﹣6m2=2.5P0D02N，

燃氣做功一次完成的功：

W'=Fs=2.5P0D02N×L0×10﹣3m=2.5×10﹣3L0P0D02J，

一秒內完成的功：

W=nW'= ×2.5×10﹣3L0P0D02J，

因此發動機的功率：

P= = ≈2×10﹣3NL0P0D02W．

發動機的效率：

η= = = = = 可得：

百公里消耗油的質量：

m= = kg，

百公里消耗油的體積為：

V= = m3= m3= L．

【解析】解：（1）由表中數據可知，飛輪的轉速v輪=Nr/min= r/s；
當飛輪運轉兩周，汽油機對外做功一次，因此每秒內對外做的次數為：
n= × = 次；
答：（1）汽油機每秒對外做功的次數為 次；（2）發動機的功率是2×10﹣3NL0P0D02W；汽車百公里耗油量（即耗油）是 L．
【考點精析】本題主要考查了熱機的概念和效率的相關知識點，需要掌握熱機：將內能轉化成機械能的機器，統稱為熱機．熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率．熱機的效率是熱機性能的一個重要指標才能正確解答此題．