Question

某型號四沖程柴油機，氣缸橫截面積為500cm²，活塞行程為10cm，做功沖程燃氣的平均壓強為7×10⁵Pa，飛輪轉(zhuǎn)速為1200r/min．求：
（1）一次做功沖程中氣體對活塞做功多少？
（2）這臺柴油機功率是多少？
（3）若該車以100km/h的速度行駛時百公里油耗為10L，已和柴油的密度為0.9×10³kg/m³，熱值為4×10⁷J/kg，求這輛柴油車的效率是多少．

Answer 1

分析：（1）熱機工作時的壓力和燃氣的壓強和活塞的面積有關(guān)，做功的多少和燃氣的平均壓力和做功的距離有關(guān)，
（2）計算功率要在對應(yīng)的時間內(nèi)計算做功的多少，
（3）計算效率也應(yīng)是在對應(yīng)的時間內(nèi)燃料完全燃燒放出的熱量和做的功．

解答：解：（1）燃氣對活塞的平均壓力：F=PS=7×10⁵Pa×500×10^-4m²=35000N；
一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W₁=FS=35000N×0.1m=3500J；
（2）曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，所以lmin轉(zhuǎn)動1200周，要做功600次，所以P=

W

t

=

3500J×600

60s

=35000W；
（3）該汽油機1min消耗汽油質(zhì)量：m=ρv=0.9×10³kg/m³×

10

60

×10^-3m³=0.15kg，
效率：η=

W

Q

=

W

qm

=

3500J×600

0.15kg×4×107J/kg

=35%．
答：（1）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功3500J；
（2）這臺柴油機功率是35000W；
（3）這輛柴油車的效率是35%．

點評：此題考查熱機中壓力、功、功率、效率的計算．在計算功率和效率時要注意對應(yīng)關(guān)系，特別要注意每分鐘做功的次數(shù)，這是最容易出錯的地方．