Question

某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm²，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO⁵Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油0.01L．汽油的密度ρ=0.8×10³kg/m³；
汽油的热值为4.6×l0⁷J/kg．求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）汽油机的功率．
（4）该汽油机的效率．

Answer 1

分析：热机工作时的压力和燃气的压强和活塞的面积有关，做功的多少和燃气的平均压力和做功的距离有关，计算功率要在对应的时间内计算做功的多少，计算效率也应是在对应的时间内燃料完全燃烧放出的热量和做的功．

解答：解：（1）燃气对活塞的平均压力：F=PS=9.0×lO⁵Pa×30×10^-4m²=2700N；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=FS=2700N×0.05m=135J；
（3）曲轴每转两圈对外做功一次，所以lmin转动1800周，要做功900次，所以P=

W

t

=

135J×900

60s

=2025w
（4）该汽油机1min消耗汽油质量：m=ρv=0.8×10³kg/m³×0.01×10^-3m³=0.008kg，
效率：η=

W

Q

=

W

mq

=

135J×900

0.008kg×4.6×107J/kg

=33%．
答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功135J；（3）汽油机的功率为2025W；（4）汽油机的效率为33%．
故答案为：①2700N；②135J；③2025W；④33%．

点评：此题考查热机中压力、功、功率、效率的计算．在计算功率和效率时要注意对应关系．