Question

【题目】某四冲程汽车的汽缸总排量为2L，工作时吸入质量比为1：15，密度为1.44kg/m3的汽油和空气的混和物，发动机的转速为3×103r/min，效率为40%，在这种情况下：
（1）汽车1min做的有用功为J
（2）在平直公路上行驶，受到阻力为3×103N时的最大速度为m/s（汽油的热值q=4.5×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）4.86×106
（2）27
【解析】（1）根据ρ 可得，一次吸入混合物的质量：
m1＝ρV＝1.44kg/m3×2×103m3＝2.88×10﹣3kg；
因为曲轴每转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，也做一次功，
所以，发动机曲轴在1min转动3×103转，吸气和做功都为1500次，
汽油和空气的质量比为1：15，可见汽油占混合物总质量的 ；
则发动机在1min内吸入汽油的总质量：
m＝m1×1500× ＝2.88×10﹣3kg×1500× ＝0.27kg；
这些汽油完全燃烧放出的热量：
Q＝mq＝0.27kg×4.5×107J/kg＝1.215×107J，
根据η＝ ×100%可得，汽车在1min做的有用功：
W＝Q放η＝1.215×107J×40%＝4.86×106J；
（2）汽车在1min做的有用功的功率为：
P ＝8.1×104W．
因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，即F＝f＝3×103N，
根据P＝Fv可得，汽车行驶的速度：
v＝ ＝27m/s．
故答案为：（1）4.86×106；（2）27．

（1）曲轴转动两周，完成一个工作循环，吸气一次；由m=ρV求出燃料混合物的质量，根据空燃比求出汽油的质量，从而可以求出1min吸入的汽油量；由Q=mq求出燃料燃烧时放出的热量；根据热机效率求出有用功；
（2）根据求出功率，根据P=Fv求出汽车行驶的速度．