Question

【题目】汽车已走入我们的家庭，而发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，以汽油发动机为例，其提供动力的是内燃机的气缸。某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示：

1min内完成工作循环	2600次	93﹟汽油	气缸内汽油和空气的混合密度	1.35kg/m3
排气量	1.8L		热值	4.6×107J/kg
发动机最大功率	75kW		空燃比	14:1

（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程如上图所示，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中图 是内燃机给汽车提供动力的冲程。

（2）汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内做多少J的有用功 ?

（3）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。 （计算结果保留一位小数）

Answer 1

【答案】（1）乙甲丁丙；丁；（2）4.5×106 （3） 21.7%

【解析】

试题分析：（1）汽车内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图示中的正确顺序应是乙甲丁丙；内燃机给汽车提供动力的冲程是做功冲程也就是丁图所示的冲程；（2）发动机的输出功率最大为75kW，所以1min内做的有用功是W有用=Pt=7.5×104W×60s=4.5×106J；（3）根据ρ=m/V可得，做一次功燃气的质量：m燃气=ρV=1.35kg/m3×2×10-3m3=2.7×10-3kg，因为空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油质量：m=2.7×10-3kg×1/15=1.8×10-4kg；1min内汽油燃烧释放的热量：Q=m汽油q=1.8×10-4kg×4.6×107J/kg×2500=2.07×107J，发动机的效率：η=W/Q×100%=4.5×106J/1.8×107J=×100%=21.7%。