Question

12．近年來，我國汽車工業發展迅猛，各種新型汽車不斷投放市場．如圖所示是我省自行研制的QQ小汽車的單缸四沖程內燃機，在1min內曲軸轉動2600圈，做功沖程推動活塞一次做功1500J，在這段時間內，氣缸內共燃燒汽油0.1kg．【汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg】請你算出：
（1）消耗完汽油時，內燃機獲得的內能為多少？
（2）1min內，對活塞做功的功率是多少？
（3）已知內燃機的效率η=W/Q×100%（式中W為燃料燃燒對活塞做功，Q為它在這段時間內所消耗的柴油完全燃燒所產生的熱量），則該內燃機正常工作時的效率約為多少？

Answer 1

分析 （1）燃料完全燃燒產生的熱量就是消耗完汽油時，內燃機獲得的內能；
（2）在1min內曲軸轉動2600圈，則做功1300次，知道做功沖程推動活塞一次做功大小，可求1min內燃機對外所做的功；利用P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（3）利用內燃機的效率公式（η=$\frac{W}{Q}$×100%）求該內燃機正常工作時的效率．

解答 解：（1）消耗完汽油時，內燃機獲得的總能量：
Q=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
（2）由于在1min內曲軸轉動2600圈，則內燃機對外做功1300次，
對活塞做的功：W=1500J×1300=1.95×10⁶J；
對活塞做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.95×1{0}^{6}J}{60s}$=3.25×10⁴W；
（3）該內燃機正常工作時的效率：η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.95×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%≈42.4%．
答：（1）消耗完汽油時，內燃機獲得的總能量為4.6×10⁶J；
（2）內燃機對外所做的功率是3.25×10⁴W；
（3）該內燃機正常工作時的效率約為42.4%．

點評 本題考查了燃料完全燃燒放熱公式Q=mq、功率和熱機的效率公式的了解與掌握，屬于基礎題，難度較小．