Question

3．若某四冲程柴油机在工作时的转速为3600r/min，那么，每秒对外做功30次．若某品牌推土机发动机所用柴油机的效率为40%，工作一段时间消耗的柴油为50L，则此过程中推土机做的有用功为6.4×10⁸J．（已知柴油的密度为0.8×10³kg/m³，热值4.0×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次；
（2）先求出消耗的柴油质量，根据Q=mq求出柴油放出的热量，即可根据发动机的效率求推土机做的功．

解答 解：
（1）已知飞轮转速为3600r/min，即60r/s，而一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1s对外做功30次；
（2）消耗的柴油质量m=ρV=0.8×10³ kg/m³×50×10^-3m³=40kg，
柴油放出的热量Q=mq=40kg×4.0×10⁷J/kg=1.6×10⁹J．
由η=$\frac{W}{Q}$可得，柴油机对外做的有用功：W=ηQ=40%×1.6×10⁹J=6.4×10⁸J．
故答案为：30；6.4×10⁸．

点评 本题考查了热量的计算和效率公式的应用以及内燃机的四冲程中做功次数与飞轮转数之间的关系，关键要搞清一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次．