Question

天津生产的316型单缸四冲程汽油机的气缸直径为Dmm，活塞冲程长Lmm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p_°，飞轮的转速是Nrevs/min．
（1）求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；
（2）如果满负荷工作时每分钟消耗M克的汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（汽油的热值为qJ/kg）

Answer 1

（1）气缸的面积S=

πD2

4

=

π×(D×10-3m)2

4

，
∵p=

F

S

，
∴压力F=pS=p₀×

π×(D×10-3m)2

4

，
做一次功：W=Fs=p₀×

π×(D×10-3m)2

4

×L×10^-3J，
一分钟内飞轮转动的圈数为N，做功的次数为

1

2

N，
所以一分钟内做的总功：W_总=

1

2

N×p₀×

π×(D×10-3m)2

4

×L×10^-3J，
做功的功率：P=

W总

t

=

1 8 N×p0×π×D2×L×10-9J

60s

=

1

480

×N×p₀×π×D²×L×10^-9W．
（2）每分钟消耗M克的汽油放出的热量：Q=M×10^-3kg×qJ/kg=Mq×10^-3J，
汽油机的效率：η=

W有用

Q

×100%=

1 8 ×N×p0×π×D2×L×10-9J

Mq×10-3J

×100%=

N×p0×π×D2×L×10-6

8Mq

×100%．
答：（1）汽油机满负荷工作时做功的功率为

1

480

×N×p₀×π×D²×L×10^-9W；
（2）这种汽油机把内能转化为机械能的效率是

N×p0×π×D2×L×10-6

8Mq

×100%．