题目内容
【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:
(1)汽油机在此工作状态下,对外做的一次功的大小;
(2)汽油机在此工作状态下,1min内做功的功率;
(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.(q汽油=4.6×107J/kg、不计摩擦,结果保留两位有效数字)
【答案】
(1)解:汽油机对外做功一次所做的功:W1=FS=3×103N×0.12m=360J
(2)解:汽油机一分钟做的功:W= W1= ×1400×360J=252000J
汽油机做功的功率:P= = =4200W
(3)解:燃料燃烧一分钟获得的内能: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%≈27%.
【解析】(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1400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)求出燃料燃烧时得到的内能,用Q放=mq得出,再求出每分钟转化的机械能即一分钟做的功,用机械能除以内能得出效率.
【考点精析】利用功的计算和功率的计算与测量对题目进行判断即可得到答案,需要熟知功的计算公式: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;功率的计算: P = W/tW 表示功,单位是焦(J). t表示时间 ,单位是秒(s) P表示功率,单位是瓦特(W)1 W= 1 J/s.