Question

某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為30cm²，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0×lO⁵Pa，飛輪lmin轉動1800周，當汽油機滿負荷工作時（不計摩擦），若1min消耗汽油0.01L．汽油的密度ρ=0.8×10³kg/m³；
汽油的熱值為4.6×l0⁷J/kg．求：
（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力；
（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；
（3）汽油機的功率．
（4）該汽油機的效率．

Answer 1

分析：熱機工作時的壓力和燃氣的壓強和活塞的面積有關，做功的多少和燃氣的平均壓力和做功的距離有關，計算功率要在對應的時間內計算做功的多少，計算效率也應是在對應的時間內燃料完全燃燒放出的熱量和做的功．

解答：解：（1）燃氣對活塞的平均壓力：F=PS=9.0×lO⁵Pa×30×10^-4m²=2700N；
（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W=FS=2700N×0.05m=135J；
（3）曲軸每轉兩圈對外做功一次，所以lmin轉動1800周，要做功900次，所以P=

W

t

=

135J×900

60s

=2025w
（4）該汽油機1min消耗汽油質量：m=ρv=0.8×10³kg/m³×0.01×10^-3m³=0.008kg，
效率：η=

W

Q

=

W

mq

=

135J×900

0.008kg×4.6×107J/kg

=33%．
答：（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為2700N；（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功135J；（3）汽油機的功率為2025W；（4）汽油機的效率為33%．
故答案為：①2700N；②135J；③2025W；④33%．

點評：此題考查熱機中壓力、功、功率、效率的計算．在計算功率和效率時要注意對應關系．