Question

16．如圖是某缸四沖程柴油機(jī)的示意圖，該柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速是600r/min（每完成一個(gè)工作循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2r），活塞的橫截面積是120cm²，做功沖程中，燃?xì)鈱�活塞的平均壓�?qiáng)是5×10⁵Pa，活塞移動(dòng)的距離是30cm．試求：
（1）做功沖程中，燃?xì)鈱�活塞的平均壓力�?br />（2）做功沖程中，平均壓力做功的功率；
（3）設(shè)做功沖程中汽油完全燃燒，放出的熱量是6×10³J，則該柴油機(jī)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)和活塞的面積，可利用公式F=pS計(jì)算出平均壓力的大小；
（2）知道活塞在氣缸中移動(dòng)的距離，可利用公式W=Fs計(jì)算出一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱�活塞做的功，利用公式P=$\frac{W}{t}$即可求出該柴油機(jī)的功率．
（3）已知柴油機(jī)做的功W′，汽油放出的熱量Q，用η=$\frac{W′}{Q}$×100%計(jì)算柴油機(jī)的效率

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，燃?xì)鈱�活塞的平均壓力�?br />F=pS=5×10⁵Pa×120×10^-4m²=6000N；
（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱�活塞做的功�?br />W₁=Fs=6000N×30×10^-2m=1800J，
飛輪轉(zhuǎn)速：600r/min=10r/s，
因?yàn)橐粋�(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成4個(gè)沖程，做功一次，
所以每秒共有5個(gè)工作循環(huán)，對外做功5次；
該柴油機(jī)每秒做的功：
W=5×1800J=9000J，
柴油機(jī)的功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9000J}{1s}$=9000W；
（3）已知做功沖程中汽油完全燃燒，放出的熱量是6×10³J，
柴油機(jī)的效率：η=$\frac{W′}{Q}$×100%=$\frac{1800J}{6000J}$×100%=30%．
答：（1）做功沖程中，燃?xì)鈱�活塞的平均壓力�?000N；
（2）做功沖程中，平均壓力做功的功率9000W；
（3）設(shè)做功沖程中汽油完全燃燒，放出的熱量是6×10³J，則該柴油機(jī)的效率是30%．

點(diǎn)評 本題考查熱機(jī)中壓力、功、功率、效率的計(jì)算，在計(jì)算功率和效率時(shí)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(cuò)的地方．