Question

3．如圖所示，某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為Scm²，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是L mm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為P Pa，飛輪轉速為N r/min，當汽油機滿負荷工作時（不計摩擦），汽油機的功率為$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$W；若1h消耗的汽油為V L，汽油的熱值為q kg/m³，則汽油機的效率為$\frac{3PSLN}{Vq}$%．

Answer 1

分析 知道燃氣的平均壓強和活塞的面積，可利用公式F=PS計算出平均壓力的大��；知道活塞在氣缸中移動的距離，可利用公式W=FS計算出一個做功沖程燃氣對活塞做的功；飛輪（曲軸）每轉兩圈對外做功一次，計算出飛輪轉動1800周對外做功的次數(shù)，已經計算出一個做功沖程燃氣對活塞做的功，從而可以計算出燃氣對活塞做的總功，又知道做功的時間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計算出汽油機的功率；
根據(jù)W=Pt求出汽油機的總功，根據(jù)Q=Vq求出燃料放出的熱量，根據(jù)效率公式求出效率．

解答 解：燃氣對活塞的平均壓力為：F=pS=pPa×Sm²=pSN．
一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W=Fs=pSN×0.001Lm=0.001pSLJ=10^-3pSLJ．
飛輪每轉兩圈對外做功一次，所以飛輪轉動N周，要對外做功$\frac{N}{2}$次，
燃氣對活塞做的總功為：W_總=W×$\frac{N}{2}$=0.001PSLJ×$\frac{N}{2}$=5×10^-4pSLNJ，
而t=1min=60s，
汽油機的功率為：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{5×1{0}^{-4}PSLNJ}{60s}$=$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$；
汽油機1h做功的功為：W'=Pt'=$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$×3600a=0.03PSLN；
汽油放出的熱量為：Q=Vq；
汽油機的效率為：η=$\frac{W'}{Q}$×100%=$\frac{0.03PSLN}{Vq}$×100%=$\frac{3PSLN}{Vq}$%．
故答案為：$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$；$\frac{3PSLN}{Vq}$%．

點評 此題考查熱機中壓力、功、功率的計算，關鍵是對公式和公式變形的理解和應用．在計算過程中要注意單位的換算，1cm²=10^-4m²；1mm=0.001m