Question

11．汽油机是热机中的一种，如图所示是汽油机的做功冲程，此过程是将内能转化为机械能．某汽油机飞轮的转速是2400r/min，该汽油机每10秒完成800个冲程．对外做功200次．若该汽油机的效率是20%，在汽油机内完全燃烧2kg汽油时这些热量通过汽油机的转化，能对外做2×10⁶J的有用功（汽油的热值为5×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）判断冲程可以看气阀门的开关情况和活塞运动情况，结合规律总结进行判断内燃机的冲程；
（2）四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，活塞往复1次，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次；
（3）利用热量公式Q=mq求解放出的热量；根据η=$\frac{W}{Q}$求出有用功．

解答 解：
（1）图中的气门闭合、火花塞点火，活塞下行，所以是做功冲程；做功冲程中内能转化为机械能；
（2）四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次，某汽油机的飞轮转速为2400r/min，1min内飞轮转2400圈，所以10s内，飞轮转400圈，活塞往复运动800次，共200个工作循环，400个冲程，做功200次；
（3）汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=5×10⁷J/kg×2kg=1.0×10⁸J；
根据η=$\frac{W}{Q}$可知，对外做的有用功：W=Qη=1.0×10⁸J×20%=2×10⁶J．
故答案为：做功；机械；800；200；2×10⁶．

点评 解决此题要结合内燃机的做功冲程特点及热量、热机效率的计算公式进行分析求解．