Question

4．一臺單缸四沖程柴油機，四沖程分別為吸氣沖程，壓縮沖程，做功沖程，排氣 沖程，其中壓縮是將活塞的機械能轉化為氣體內能，做功沖程是將內能轉化為機械能，飛輪轉速為3600轉/分，該柴油機在1s鐘活塞對外做功30次．若其效率為40%，消耗5kg的柴油轉化成的機械能是8.6×10⁷J．（q_柴油=4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）內燃機的一個工作循環由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程組成；同時要了解各個沖程的能量轉化情況；
（2）在四沖程內燃機的一個工作循環中，完成4個沖程，并對外做功1次，曲軸和飛輪轉2圈；
（3）利用Q=mq計算燃料燃燒放出的熱量，結合熱機效率求出轉化的機械能．

解答 解：（1）一臺單缸四沖程柴油機，四沖程分別為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；
壓縮沖程活塞向上運動，壓縮燃料混合物對其做功，所以將機械能轉化為內能；
做功沖程高溫高壓的燃氣對活塞做功，將內能轉化為機械能；
（2）一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉速為3600r/min，說明1min飛輪轉3600r；
則每秒鐘，飛輪轉$\frac{3600r}{60}$=60r，完成$\frac{60}{2}$=30個工作循環，做功30次；
（3）柴油燃燒放出的熱量：Q=mq=5kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁸J，
根據η=$\frac{W}{Q}$可得其轉化的機械能為：
W=Qη=2.15×10⁸J×40%=8.6×10⁷J；
故答案為：吸氣；壓縮；做功；排氣；機械；內；內；機械；30；8.6×10⁷．

點評 此題主要考查學生對于內燃機的四個沖程工作特點、燃料放熱和熱機效率的理解和掌握，易出錯；要記住相關的數據大小，會根據轉速進行相關計算．