Question

國產(chǎn)165型單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸直徑為65毫米，活塞沖程長55毫米，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.58×10⁵帕，飛輪的轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)/分．
（1）求這種汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)做功的功率（不計(jì)摩擦損失）；
（2）如果滿負(fù)荷工作時(shí)每分鐘消耗15克汽油，這種汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？（汽油的燃燒值為4.6×10⁷焦/千克）

Answer 1

分析：（1）因?yàn)闊釞C(jī)工作時(shí)的壓力和燃?xì)獾膲簭?qiáng)和活塞的面積有關(guān)，做功的多少和燃?xì)獾钠骄鶋毫�和做功的距離有關(guān)，所以根據(jù)直徑求出活塞面積，再根據(jù)壓強(qiáng)求出活塞上的壓力，根據(jù)活塞沖程長度求出活塞運(yùn)動(dòng)一次所做的功；
又因飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩轉(zhuǎn)，活塞對(duì)外做功一次，所以根據(jù)飛輪的轉(zhuǎn)速可求汽油機(jī)1s做功的次數(shù)，即可求出汽油機(jī)的功率．
（2）根據(jù)功率求出汽油機(jī)1min做的功與對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)燃料完全燃燒放出的熱量之比即可求出效率．

解答：解：（1）轉(zhuǎn)速n=1500轉(zhuǎn)/分=25轉(zhuǎn)/s---（1）
活塞面積：
S=π（

d

2

）²---------------------------（2）
作用在活塞上的平均壓力：
F=pS--------------------------（3）
一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：
W=FL-------------------------（4）
功率：P=

1

2

nW----------------------（5）
將（2）、（3）、（4）式代入（5）式得：
P=

1

8

πnpLd²=

1

8

×3.14×25轉(zhuǎn)/s×9.58×10⁵Pa×0.055m×（0.065m）²=2.2kW．       
（2）汽油機(jī)的效率η=

W

Q

=

Pt

mq

=

2200W×60s

15×10-3Kg×4.6×107J/Kg

=19%．
答：（1）這種汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)做功的功率為2.2kW
（2）汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是19%．

點(diǎn)評(píng)：此題考查熱機(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(duì)應(yīng)關(guān)系．