Question

3．某四冲程汽油机，曲轴每分钟转240转，冲程长为0.3m，若做功冲程平均压力为6000N，汽油机每分钟燃烧0.02kg汽油．求：
（1）汽油机的功率．
（2）汽油机的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg，不计摩擦，汽油机的曲轴转两转，对外做功一次，结果用百分数表示，且保留整数）

Answer 1

分析 （1）已知燃气对活塞的平均压力，再利用W=Fs可求得一个做功冲程中燃气对活塞做的功；飞轮转数为240r/min，曲轴每转两圈对外做功一次，根据P=$\frac{W}{t}$可求得功率．
（2）已知该汽油机1min消耗汽油质量，根据Q=mq求出汽油完全燃烧释放的热量，利用η=$\frac{W}{Q}$可求得汽油机的效率．

解答 解：（1）已知燃气对活塞的平均压力：F=6000N；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=6000N×0.3m=1800J；
曲轴每转两圈对外做功一次，所以lmin转动240周，要做功120次，
则W=1800J×120=216000J=2.16×10⁵J，
所以P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.16×1{0}^{5}J}{60s}$=3600W．
（2）汽油完全燃烧释放的热量：
Q=m_汽油q_汽油=2×10^-2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁵J，
汽油机的效率η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{5}J}{9.2×1{0}^{5}J}$×100%≈24%．
答：（1）汽油机的功率为3600W；
（2）汽油机的效率为24%．

点评 此题考查热机中压力、功、功率、热量、效率的计算，计算步骤比较繁琐，在计算功率和效率时要注意对应关系．