题目内容
13．
如图所示某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在汽缸中移动的距离是L，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P，t时间内曲轴转动N圈、消耗汽油的质量为m，根据所学知识可知，曲轴转两周做一次．已知汽油的热值为q不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失．（温馨提示：所求的物理量用题中字母表示 ）求满负荷工作时（1）这种汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力．
（2）t时间内汽油机做的功．
（3）这种汽油机把内能转化为机械能的效率．
分析 （1）知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式F=PS计算出平均压力的大小．
（2）知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式W=FS计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功．
飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动N周对外做功的次数，从而可以计算出t时间内燃气对活塞做的总功；
（3）由Q=mq求汽油释放的总能量，
根据η=$\frac{{W}_{总}}{Q}$×100%求内能转化为机械能的效率．
解答 解：（1）燃气对活塞的平均压力为：F=pS．
（2）t时间内曲轴转动N圈，飞轮每转两圈对外做功一次，
所以飞轮转动N周，要对外做功$\frac{N}{2}$次，
做一次功W=FL=pSL；
t时间内燃气对活塞做的总功为：W总=$\frac{N}{2}$×W=$\frac{N}{2}$×FL=$\frac{N}{2}$pSL．
（3）消耗汽油的质量为m，已知汽油的热值为q，则释放的总能量Q=mq，
汽油机把内能转化为机械能的效率η=$\frac{{W}_{总}}{Q}$×100%=$\frac{\frac{N}{2}pSL}{mq}$×100%=$\frac{NpSL}{2mq}$×100%．
答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为pS．
（2）t时间内燃气对活塞做的总功为$\frac{N}{2}$pSL．
（3）汽油机的效率为$\frac{NpSL}{2mq}$×100%．
点评 此题考查热机中压力、功、燃料的热值和能量转化效率的计算，涉及的知识点较多，难度较大．
练习册系列答案
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2．
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