Question

14．汽油机一个工作循环有4个冲程，如图所示汽油机处于做功冲程；某型号小汽车油箱容积为50L，已知汽油密度为0.8×10³kg/m³，热值为4.0×10⁷J/kg．
（1）油箱装满汽油的质量为40kg．
（2）当汽车以30m/s的速度在高速公路上匀速直线行驶时，受到的阻力为1000N，此时牵力引的功率为3×10⁴W．
（3）若该车效率为30%，加满一箱汽油，以上述速度最多可以直线行驶的距离为480km．

Answer 1

分析 当汽油机火花塞正在喷出电火花时是做功冲程，这是做功冲程的特点；
（1）根据密度的变形公式求出汽油的质量；
（2）汽车做匀速直线运动时，汽车受到的牵引力等于阻力；根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算牵引力的功率；
（3）先根据W=Q=ηmq求出做的功，然后根据W=Fs即可求出行驶的距离．

解答 解：
由图可知，图中的气门关闭，火花塞喷出电火花，活塞下行，所以是做功冲程；
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，油箱装满汽油质量为：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×50×10^-3m³=40kg；
（2）因为汽车做匀速直线运动，因此汽车受到的牵引力等于阻力，即1000N，
则牵引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1000N×30m/s=3×10⁴W；
（3）一箱汽油做的功：
W=Q=ηmq=30%×40kg×4.0×10⁷J/kg=4.8×10⁸J，
则有W=Fs可得，加满一箱汽油，最多可以直线行驶的距离为：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{4.8×1{0}^{8}J}{1000N}$=4.8×10⁵m=480km．
故答案为：做功；（1）40；（2）3×10⁴；（3）480．

点评 本题综合考查内燃机四个冲程的特点、密度公式的应用、二力平衡的条件、功率的计算以及功的计算，涉及的内容较多，并且有一定的难度．