Question

12．阅读下列一段文字，回答问题：
如图为某品牌四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．

排　　　量	2.0L
输出功率	120kW
转　　　速	6000r/min

有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．
（1）该发动机单缸排量V=0.5L，1s内共有200个做功冲程，在1s内做功1.2×10⁵J．
（2）在每个做功冲程里，发动机做功W=600J．
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，公式中p表示燃气对活塞的压强，则p=1.2×10⁶Pa．

Answer 1

分析 （1）知道四个气缸工作容积的总和为2.0L可求单缸排量；知道转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，可求1s做功次数；知道发动机的输出功率，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$计算发动机在1s内做功；
（2）知道1s内发动机做功的此时和做的总功可求在每个做功冲程里发动机做功；
（3）知道燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，可求燃气对活塞的压强．

解答 解：（1）四个汽缸工作容积的总和2.0L，则单缸排量：
V=$\frac{1}{4}$×2.0L=0.5L，
转速为6000r/min=100r/s，单缸四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，
所以，单缸四冲程内燃机1s内做功50次，4缸四冲程内燃机1s内做功50次×4=200次，
由P=$\frac{W}{t}$可得，发动机在1s内做功：
W_总=Pt=120×10³W×1s=1.2×10⁵J；
（2）在每个冲程里，发动机做功：
W₀=$\frac{1.2×1{0}^{5}J}{200}$=600J；
（3）燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，
则燃气对活塞的压强：
p=$\frac{{W}_{0}}{V}$=$\frac{600J}{0.5×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.2×10⁶Pa．
故答案为：（1）0.5；200；1.2×10⁵；（2）600；（3）1.2×10⁶．

点评 本题综合考查了功的计算、功率的计算、压强的计算，计算到每一个冲程，繁杂，需要细心，属于难题．