题目内容
2．下表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，机械功率越大．空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比．当该发动机输出最大机械功率时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.5kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2500次．| 车型 | 某品牌轿车 |
| 排气量 | 2.0L |
| 最大功率 | 75kW |
| 空燃比 | 14：1 |
| 汽油的热值 | 4.5×107J/kg |
（1）燃气对外做功时，将内能转化为机械能．
（2）做功一次消耗汽油的质量．
（3）发动机的效率．
分析 （1）汽油机的工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能；
（2）根据m=ρV算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量；
（3）发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．
解答 解：（1）汽油机的燃气对外做功时，将燃气的内能转化成活塞的机械能；
（2）∵ρ=$\frac{m}{V}$
∴燃气的质量：m=ρV=1.5kg/m3×2×10-3m3=3×10-3kg，
因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的$\frac{1}{15}$，
做一次功消耗的汽油质量：3×10-3kg×$\frac{1}{15}$=2×10-4kg．
（3）1min内做的有用功：W=Pt=7.5×104W×60s=4.5×106J．
1min内汽油燃烧释放的热量：Q=qm=4.5×107J/kg×2×10-4kg×2500=2.25×107J，
发动机的效率：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{4.5×1{0}^{6}J}{2.25×1{0}^{7}J}$×100%=20%．
答：（1）将内能转化为机械能；
（2）做功一次消耗汽油的质量是2×10-4kg；
（3）发动机的效率是20%．
点评 本题以轿车为载体考查了功的计算、热量的计算、热机效率的计算，难点在于计算做一次功消耗燃油的质量，具有一定的难度．
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