Question

【题目】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×l05Pa，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8g，汽油的热值为4.6×l07J/kg．求：
（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（2）该汽油机的效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由p= 得燃气对活塞的平均压力为：

F=pS=9.0×l05Pa×30×10﹣4m2=2700N，

活塞移动的距离s=50mm=0.05m，

一个做功冲程中燃气对活塞做的功：

W=Fs=2700N×0.05m=135J；

（2）解：曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，

所以1min内所做的功W总=W×900=135J×900=1.215×105J；

1min汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=0.008kg×4.6×107J/kg=3.68×105J，

汽油机的效率：

η= = ×100%≈33%．

【解析】（1）知道平均压强和受力面积，利用由p= 求燃气对活塞的平均压力，知道活塞移动的距离，利用W=Fs求一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（2）曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，可求1min内所做的功（有用功）；利用Q=mq求1min汽油完全燃烧放出的热量（总能量），再利用效率公式求汽油机的效率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解功的计算的相关知识，掌握功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m，以及对燃料的热值的理解，了解热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是：焦耳/千克．燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；（Q放 是热量，单位是：焦耳；q是燃烧值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克．