题目内容
如图为汽油机做功冲程的示意图．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似取S=3.0×10-3m2），活塞冲程长度为L=0.06m．某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106Pa，活塞以n=1380次/分钟做往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次．（q汽=4.6×107J/kg，不计摩擦）（1）汽油机在此工作状态下对外做功一次所做的功是多少？
（2）汽油机在此工作状态下的功率是多少？
（3）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？
分析：（1）活塞是靠高温高压的燃气做功的，活塞一次做功就等于燃气对活塞的压力和活塞冲程长度的乘积，
（2）要求汽油机的功率，用汽油机1min做的功除以时间，活塞1min往复运动1380次，活塞往复运动两次，对外做功一次，求出1min对外做功的次数．
求出做功一次所做的功乘以次数，就是1min做的功，再除以时间就是功率．
（3）由Q放=mq求出汽油完全燃烧释放的热量，再求出每分钟转化的机械能即一分钟做的功，用效率公式求出效率．
（2）要求汽油机的功率，用汽油机1min做的功除以时间，活塞1min往复运动1380次，活塞往复运动两次，对外做功一次，求出1min对外做功的次数．
求出做功一次所做的功乘以次数，就是1min做的功，再除以时间就是功率．
（3）由Q放=mq求出汽油完全燃烧释放的热量，再求出每分钟转化的机械能即一分钟做的功，用效率公式求出效率．
解答：解：（1）∵p=
，
∴燃气对活塞的压力：
F=pS=1.0×106Pa×3.0×10-3m2=3000N，
汽油机对外做功一次所做的功：
W1=FL=3000N×0.06m=180J；
（2）汽油机一分钟做的功：
W=
W1=
×180J=1.242×105J，
汽油机做功的功率：
P=
=
=2070W；
（3）汽油完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=20×10-3kg×4.6×107J/kg=9.2×105J，
汽油机把内能转化为机械能的效率：
η=
×100%=
×100%=13.5%．
答：（1）汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小为180J；
（2）汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率是2070W；
（3）汽油机把内能转化为机械能的效率为13.5%．
| F |
| S |
∴燃气对活塞的压力：
F=pS=1.0×106Pa×3.0×10-3m2=3000N，
汽油机对外做功一次所做的功：
W1=FL=3000N×0.06m=180J；
（2）汽油机一分钟做的功：
W=
| n |
| 2 |
| 1380 |
| 2 |
汽油机做功的功率：
P=
| W |
| t |
| 1.242×105J |
| 60s |
（3）汽油完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=20×10-3kg×4.6×107J/kg=9.2×105J，
汽油机把内能转化为机械能的效率：
η=
| W |
| Q放 |
| 1.242×105J |
| 9.2×105J |
答：（1）汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小为180J；
（2）汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率是2070W；
（3）汽油机把内能转化为机械能的效率为13.5%．
点评：此题是一道学科综合题，考查了功、功率、效率的计算，但我们只要认真分析，一步一步来就一定可以得出正确的结果．
练习册系列答案
相关题目
如图为汽油机做功冲程的示意图．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似取S=3.0×10-3m2），活塞冲程长度为L=0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106Pa，活塞以n=1380次/分钟作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次．
如图为汽油机做功冲程的示意图．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为L=0.12m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为F=3×103N，活塞以1400次/分钟作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次．求：
