题目内容
【题目】如图甲所示为四缸发动机工作原理图:内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功冲程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
(1)有一台四缸发动机,其主要技术指标如下表所示:
其中排量等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1 s内做功_________J,单缸排量V=________L;
②在每个做功冲程中,发动机做功W=_________J。
(2)在做功冲程里,燃气对活塞所做的功可表示为W=pV,式中p表示燃气对活塞的压强,则p=_____Pa。(1 L=10-3 m3)
(3)如图乙所示为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W=pV的证明,请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、l、p表示):
答:设活塞的面积为S,冲程长为l,燃气对活塞的压强为p,则燃气对活塞的压力F=pS,燃气对活塞所做的功W=_______,又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=Sl,故W=________。
【答案】(1)①1.2×105J 0.5 ②600 (2)1.2×106(3)p S pSl
【解析】试题分析:由题意可知发动机的功率为1.2×106W,1s内做的功为1.2×106J。发动机四缸排量为2L,单缸的排量为0.5L。它的转速为6000r/min,每秒转100圈,由于发动机有四缸,每半圈做一次功,每秒内做功200次,则一个做功冲程做的功为600J。根据汽缸一次做功及单缸的容积代入W =" p" V中,。
公式W =" p" V的推导过程:
燃气对活塞的压力
燃气对活塞所做的功