Question

如图所示，是某四冲程汽油机某一冲程的示意图，活塞的横截面积是35cm²．在此冲程中，燃气对活塞的平均压强是1×10⁶Pa，活塞移动的距离是60mm，所用时间是0.015s．试问：
（1）该冲程为汽油机的

 

冲程．
（2）此冲程中，燃气对活塞的平均压力及其功率是多少？
（3）设做功冲程汽油完全燃烧放出的热量是840J，则该汽油机的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）根据该冲程两个气阀开闭、活塞运动情况确定冲程名称；
（2）已知燃气对活塞的平均压强和活塞横截面积，利用F=pS求燃气对活塞的平均压力；先计算出压力做的功，再利用功率的公式求压力做功功率；
（3）求出了压力做功（有用能量）、做功冲程汽油完全燃烧放出的热量（总能量）利用效率的公式求该汽油机的效率．

解答：解：（1）由图知，两气阀关闭、活塞下移，该冲程为做功冲程；
（2）∵p=

F

S

，
∴燃气对活塞的平均压力：
F=ps=1.0×10⁶Pa×35×10^-4m²=3500N；
压力做功：
W=Fs=3500N×0.06m=210J，
压力做功的功率：
P=

W

t

=

210J

0.015s

=1.4×10⁴W；
（3）做功冲程压力做的功：
W_有用=Fs=3500N×0.06m=210J，
汽油完全燃烧放出的热量Q=420J，
η=

W

Q

×100%=

210J

840J

×100%=25%．
故答案为：（1）做功；
（2）此冲程中，燃气对活塞的平均压力为3500N、功率是1.4×10⁴W；
（3）该汽油机的效率是25%．

点评：本题为力学综合题，涉及到的内容有压力、压强、功、功率、效率等，公式多，要求学生要熟练的运用公式计算；计算过程注意单位换算，1cm²=10^-4m²；1mm=0.001m．