Question

5．随着人们生活水平的提高，汽车已经成为大家重要的代步工具．某型号汽车发动机是四冲程的汽油机，做功冲程推动活塞一次做功1380J，在1分钟内火花塞点火1000次，气缸内共燃烧汽油0.1kg．
（1）如图是汽油机的一个工作循环，其中做功冲程是丙．
（2）1分钟内该汽油机做了多少功？
（3）0.1千克汽油完全燃烧能释放出4.6×10⁶焦能量，远大于1分钟内该汽油机所做的功．请根据数据计算该汽油机的能量转化效率，并分析汽油机能量损耗的原因．

Answer 1

分析 （1）本题应抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向，再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程；
（2）在1min内火花塞点火1000次，知道做功冲程推动活塞一次做功大小，可求1min内燃机对外所做的功；
（3）利用内燃机的效率公式η=$\frac{W}{Q}$求该内燃机正常工作时的效率；
热机在做功时，损失的能量有：气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦损失的能量等．

解答 解：
（1）甲图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；
乙图中的排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丙图中的气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程；
丁图中的进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
（2）内燃机对外所做的功：
W=1380J×1000=1.38×10⁶J；
（3）η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{1.38×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%=30%；
内燃机在排气冲程中排出的废气温度很高，带去一部分热能；热机工作时，气缸机件散热，消耗一部分内能；热机内相对运动的机件间摩擦做功消耗能量．
故答案为：（1）丙；（2）内燃机对外所做的功是1.38×10⁶J；（3）该内燃机正常工作时的效率约为30%；废气带走热量，气缸机件散热，机件间摩擦做功消耗能量．

点评 此题主要考查了内燃机四个冲程的特点、热机的效率公式的了解与掌握，属于基础题，难度较小．