Question

某型号四冲程柴油机，气缸横截面积为500cm²，活塞行程为10cm，做功冲程燃气的平均压强为7×10⁵Pa，飞轮转速为1200r/min．求：
（1）一次做功冲程中气体对活塞做功多少？
（2）这台柴油机功率是多少？
（3）若该车以100km/h的速度行驶时百公里油耗为10L，已和柴油的密度为0.9×10³kg/m³，热值为4×10⁷J/kg，求这辆柴油车的效率是多少．

Answer 1

【答案】分析：（1）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，
（2）计算功率要在对应的时间内计算做功的多少，
（3）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=7×10⁵Pa×500×10^-4m²=35000N；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W₁=FS=35000N×0.1m=3500J；
（2）曲轴每转两圈对外做功一次，所以lmin转动1200周，要做功600次，所以P===35000W；
（3）该汽油机1min消耗汽油质量：m=ρv=0.9×10³kg/m³××10^-3m³=0.15kg，
效率：η====35%．
答：（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功3500J；
（2）这台柴油机功率是35000W；
（3）这辆柴油车的效率是35%．
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，特别要注意每分钟做功的次数，这是最容易出错的地方．