Question

3．如圖所示，某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為Scm²，一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是L mm，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為P Pa，飛輪轉(zhuǎn)速為N r/min，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)（不計(jì)摩擦），汽油機(jī)的功率為$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$W；若1h消耗的汽油為V L，汽油的熱值為q kg/m³，則汽油機(jī)的效率為$\frac{3PSLN}{Vq}$%．

Answer 1

分析 知道燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)和活塞的面積，可利用公式F=PS計(jì)算出平均壓力的大��；知道活塞在氣缸中移動(dòng)的距離，可利用公式W=FS計(jì)算出一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做的功；飛輪（曲軸）每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，計(jì)算出飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)1800周對(duì)外做功的次數(shù)，已經(jīng)計(jì)算出一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做的功，從而可以計(jì)算出燃?xì)鈱?duì)活塞做的總功，又知道做功的時(shí)間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算出汽油機(jī)的功率；
根據(jù)W=Pt求出汽油機(jī)的總功，根據(jù)Q=Vq求出燃料放出的熱量，根據(jù)效率公式求出效率．

解答 解：燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力為：F=pS=pPa×Sm²=pSN．
一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：W=Fs=pSN×0.001Lm=0.001pSLJ=10^-3pSLJ．
飛輪每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，所以飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)N周，要對(duì)外做功$\frac{N}{2}$次，
燃?xì)鈱?duì)活塞做的總功為：W_總=W×$\frac{N}{2}$=0.001PSLJ×$\frac{N}{2}$=5×10^-4pSLNJ，
而t=1min=60s，
汽油機(jī)的功率為：P=$\frac{{W}_{總}(cāng)}{t}$=$\frac{5×1{0}^{-4}PSLNJ}{60s}$=$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$；
汽油機(jī)1h做功的功為：W'=Pt'=$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$×3600a=0.03PSLN；
汽油放出的熱量為：Q=Vq；
汽油機(jī)的效率為：η=$\frac{W'}{Q}$×100%=$\frac{0.03PSLN}{Vq}$×100%=$\frac{3PSLN}{Vq}$%．
故答案為：$\frac{5×1{0}^{-5}PSLN}{6}$；$\frac{3PSLN}{Vq}$%．

點(diǎn)評(píng) 此題考查熱機(jī)中壓力、功、功率的計(jì)算，關(guān)鍵是對(duì)公式和公式變形的理解和應(yīng)用．在計(jì)算過(guò)程中要注意單位的換算，1cm²=10^-4m²；1mm=0.001m