Question

5．隨著人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為大家重要的代步工具．某型號汽車發(fā)動機是四沖程的汽油機，做功沖程推動活塞一次做功1380J，在1分鐘內(nèi)火花塞點火1000次，氣缸內(nèi)共燃燒汽油0.1kg．
（1）如圖是汽油機的一個工作循環(huán)，其中做功沖程是丙．
（2）1分鐘內(nèi)該汽油機做了多少功？
（3）0.1千克汽油完全燃燒能釋放出4.6×10⁶焦能量，遠大于1分鐘內(nèi)該汽油機所做的功．請根據(jù)數(shù)據(jù)計算該汽油機的能量轉(zhuǎn)化效率，并分析汽油機能量損耗的原因．

Answer 1

分析 （1）本題應抓住汽油機的一個工作循環(huán)由如圖所示的四個沖程組成：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；
根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)動方向判斷活塞的運行方向，再根據(jù)氣門的關(guān)閉情況就可以確定是哪一個沖程；
（2）在1min內(nèi)火花塞點火1000次，知道做功沖程推動活塞一次做功大小，可求1min內(nèi)燃機對外所做的功；
（3）利用內(nèi)燃機的效率公式η=$\frac{W}{Q}$求該內(nèi)燃機正常工作時的效率；
熱機在做功時，損失的能量有：氣缸散熱損失的能量、廢氣帶走的能量、摩擦損失的能量等．

解答 解：
（1）甲圖中的氣門都關(guān)閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程；
乙圖中的排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程；
丙圖中的氣門都關(guān)閉，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程；
丁圖中的進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程；
（2）內(nèi)燃機對外所做的功：
W=1380J×1000=1.38×10⁶J；
（3）η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{1.38×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%=30%；
內(nèi)燃機在排氣沖程中排出的廢氣溫度很高，帶去一部分熱能；熱機工作時，氣缸機件散熱，消耗一部分內(nèi)能；熱機內(nèi)相對運動的機件間摩擦做功消耗能量．
故答案為：（1）丙；（2）內(nèi)燃機對外所做的功是1.38×10⁶J；（3）該內(nèi)燃機正常工作時的效率約為30%；廢氣帶走熱量，氣缸機件散熱，機件間摩擦做功消耗能量．

點評 此題主要考查了內(nèi)燃機四個沖程的特點、熱機的效率公式的了解與掌握，屬于基礎題，難度較�。�