Question

3．某四沖程汽油機，曲軸每分鐘轉240轉，沖程長為0.3m，若做功沖程平均壓力為6000N，汽油機每分鐘燃燒0.02kg汽油．求：
（1）汽油機的功率．
（2）汽油機的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg，不計摩擦，汽油機的曲軸轉兩轉，對外做功一次，結果用百分數表示，且保留整數）

Answer 1

分析 （1）已知燃氣對活塞的平均壓力，再利用W=Fs可求得一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；飛輪轉數為240r/min，曲軸每轉兩圈對外做功一次，根據P=$\frac{W}{t}$可求得功率．
（2）已知該汽油機1min消耗汽油質量，根據Q=mq求出汽油完全燃燒釋放的熱量，利用η=$\frac{W}{Q}$可求得汽油機的效率．

解答 解：（1）已知燃氣對活塞的平均壓力：F=6000N；
一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W=Fs=6000N×0.3m=1800J；
曲軸每轉兩圈對外做功一次，所以lmin轉動240周，要做功120次，
則W=1800J×120=216000J=2.16×10⁵J，
所以P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.16×1{0}^{5}J}{60s}$=3600W．
（2）汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q=m_汽油q_汽油=2×10^-2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁵J，
汽油機的效率η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{5}J}{9.2×1{0}^{5}J}$×100%≈24%．
答：（1）汽油機的功率為3600W；
（2）汽油機的效率為24%．

點評 此題考查熱機中壓力、功、功率、熱量、效率的計算，計算步驟比較繁瑣，在計算功率和效率時要注意對應關系．