Question

16．如圖是某缸四沖程柴油機的示意圖，該柴油機的轉(zhuǎn)速是600r/min（每完成一個工作循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)動2r），活塞的橫截面積是120cm²，做功沖程中，燃氣對活塞的平均壓強是5×10⁵Pa，活塞移動的距離是30cm．試求：
（1）做功沖程中，燃氣對活塞的平均壓力；
（2）做功沖程中，平均壓力做功的功率；
（3）設(shè)做功沖程中汽油完全燃燒，放出的熱量是6×10³J，則該柴油機的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道燃氣的平均壓強和活塞的面積，可利用公式F=pS計算出平均壓力的大��；
（2）知道活塞在氣缸中移動的距離，可利用公式W=Fs計算出一個做功沖程燃氣對活塞做的功，利用公式P=$\frac{W}{t}$即可求出該柴油機的功率．
（3）已知柴油機做的功W′，汽油放出的熱量Q，用η=$\frac{W′}{Q}$×100%計算柴油機的效率

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，燃氣對活塞的平均壓力：
F=pS=5×10⁵Pa×120×10^-4m²=6000N；
（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：
W₁=Fs=6000N×30×10^-2m=1800J，
飛輪轉(zhuǎn)速：600r/min=10r/s，
因為一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成4個沖程，做功一次，
所以每秒共有5個工作循環(huán)，對外做功5次；
該柴油機每秒做的功：
W=5×1800J=9000J，
柴油機的功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9000J}{1s}$=9000W；
（3）已知做功沖程中汽油完全燃燒，放出的熱量是6×10³J，
柴油機的效率：η=$\frac{W′}{Q}$×100%=$\frac{1800J}{6000J}$×100%=30%．
答：（1）做功沖程中，燃氣對活塞的平均壓力是6000N；
（2）做功沖程中，平均壓力做功的功率9000W；
（3）設(shè)做功沖程中汽油完全燃燒，放出的熱量是6×10³J，則該柴油機的效率是30%．

點評 本題考查熱機中壓力、功、功率、效率的計算，在計算功率和效率時要注意對應(yīng)關(guān)系，特別要注意每分鐘做功的次數(shù)，這是最容易出錯的地方．