Question

8．現(xiàn)代汽車主要分汽油和柴油兩類發(fā)動(dòng)機(jī)，若某臺(tái)以汽油為燃料的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)有四個(gè)汽缸，其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示．

（1）汽車內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括四個(gè)沖程，一個(gè)汽缸正常工作四個(gè)沖程的順序是乙甲丁丙（對(duì)甲、乙、丙、丁重新排序），丁圖所示的沖程內(nèi)燃機(jī)給汽車提供動(dòng)力．
（2）汽車排氣量是指發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的工作容積，汽車排氣量越大，功率越大，空燃比是指汽缸內(nèi)空氣和燃油的質(zhì)量比．
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)表

1min	2600次	93#汽油	汽缸內(nèi)汽油和空氣的混合密度	1.35kg/m3
排氣量	1.8L		熱值	4.6×107（J/kg）
發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率	75（kw）		空燃比	14：1

若汽車以100km/h速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，則1min內(nèi)有用功為4.5×10⁶J．
根據(jù)表中數(shù)據(jù)求這種情況下汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．（計(jì)算結(jié)果保留一小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，同時(shí)需要掌握內(nèi)燃機(jī)四沖程的特點(diǎn)；
（2）根據(jù)m=ρV算出燃?xì)獾馁|(zhì)量，然后根據(jù)空燃比算出汽油的質(zhì)量；發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是有用功跟汽油燃燒釋放熱量的比值．

解答 解：
（1）甲中的兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以為壓縮沖程，是第二沖程；
乙中的一個(gè)氣閥打開，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以為吸氣沖程，是第一沖程；
丙中的一個(gè)氣閥打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以為排氣沖程，是第四沖程；
丁中的兩個(gè)氣閥都關(guān)閉，活塞下運(yùn)動(dòng)，所以為做功沖程，是第三沖程；
故排序?yàn)椋阂壹锥”�．其中做功沖程內(nèi)燃機(jī)給汽車提供動(dòng)力，此沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）汽車以100km/h速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，1min中內(nèi)做的有用功：W=4.5×10⁶J；
做一次功燃?xì)獾馁|(zhì)量：m_{燃?xì)?/SUB>=ρv=1.35kg/m³×1.8×10^-3m³=2.43×10^-3kg，
因?yàn)榭杖急仁?4：1，所以做一次功消耗的汽油質(zhì)量：m汽油=2.43×10^-3kg×$\frac{1}{15}$=1.62×10^-4kg，
1min內(nèi)汽油燃燒釋放的熱量：Q=m汽油q=1.62×10^-4kg×4.6×10⁷J/kg×2600=1.93752×10⁷J，
發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{4.5×1{0}^{6}J}{1.93752×1{0}^{7}J}$×100%≈23.2%．
故答案為：（1）乙甲丁丙；丁；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；（2）這種情況下汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是23.2%．}

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱機(jī)的工作循環(huán)、效率的計(jì)算，考查面比較廣，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，最容易出錯(cuò)的是物理量的單位和單位的換算．