Question

國產(chǎn)165型單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積是30cm²，活塞沖程長50mm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為8.0×10⁵Pa，飛輪的轉速是1500r/min．
（1）圖1為汽油機機的能流圖，則汽油機的效率可表示為

 

（用字母）．
（2）圖2汽油機中的四個沖程，請你用字母按正確的順序排列

 

．

（3）求這種汽油機滿負荷工作時做功的功率（不計摩擦損失）．
（4）如果滿負荷工作時每分鐘消耗10g的汽油，這種汽油機把內能轉化為機械能的效率是多少？（汽油的熱值是4.5×10⁷J/Kg）

Answer 1

分析：（1）熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比；
（2）根據(jù)圖2判斷出沖程的名稱，按照吸氣、壓縮、做功、排氣的順序進行排列；
（3）飛輪（曲軸）每轉兩圈對外做功一次，計算出飛輪轉動1500周對外做功的次數(shù)，已經(jīng)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=

W

t

計算出汽油機的功率；
（4）根據(jù)Q=mq計算出10g汽油完全燃燒放出的熱量，根據(jù)η=

W

Q

求出效率．

解答：解：（1）由圖知，用來做有用功的能量為E₂，總能量為E，所以η=

W有用

Q放

×100%=

E2

E

×100%；
（2）由圖2知，A兩個氣門都關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程；B一個氣門打開，一個氣門關閉，活塞向上運動，是排氣沖程；C兩個氣門都關閉，活塞向下運動，是做功沖程；D一個氣門打開，一個氣門關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，所以順序應為DACB；
（3）飛輪轉1500轉做功次數(shù)為

1500

2

次=750次
做一次功W=Fs=pSs=8.0×10⁵Pa×30×10^-4m²×50×10^-3m=120J
1min做的功為W=120J×750=90000J
則P=

W

t

=

90000J

60s

=1500W；
（4）汽油完全燃燒放出的熱量Q_放=mq=10×10^-3kg×4.5×10⁷J/Kg=4.5×10⁵J
則η=

W

Q

×100%=

90000J

4.5×105J

×100%=20%．
答：（1）

E2

E

×100%；（2）DACB；（3）這種汽油機滿負荷工作時做功的功率是1500W；（4）這種汽油機把內能轉化為機械能的效率是20%．

點評：此題考查了汽油機的四個沖程、功的計算、熱機效率公式的應用，還涉及到了有關熱值公式及壓強公式的應用，綜合性較強，難度較大．