Question

6．如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是20cm²．做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×10⁶Pa，活塞移动的距离是40mm，所用时间是0.01s．试求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做的功率是多少？
（3）设做功冲程中汽油完全燃烧，放出的热量是800J，则该汽油机的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道活塞的横截面积和燃气对活塞的平均压强，根据F=pS求出燃气对活塞的平均压力；
（2）根据W=Fs求出平均压力做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出平均压力做的功率；
（3）知道平均压力做的功和汽油完全燃烧放出的热量，利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出该汽油机的效率．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，燃气对活塞的平均压力：
F=pS=1.0×10⁶Pa×20×10^-4m²=2000N；
（2）平均压力做的功：
W=Fs=2000N×40×10^-3m=80J，
平均压力做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{80J}{0.01s}$=8000W；
（3）该汽油机的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{80J}{800J}$×100%=10%．
答：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是2000N；
（2）做功冲程中，平均压力做的功率是8000W；
（3）该汽油机的效率是10%．

点评 本题考查了压强公式、做功公式、功率公式、效率公式的应用，计算过程要注意单位的换算．