Question

【題目】某四沖程汽車(chē)的汽缸總排量為2L，工作時(shí)吸入質(zhì)量比為1：15，密度為1.44kg/m3的汽油和空氣的混和物，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3×103r/min，效率為40%，在這種情況下：
（1）汽車(chē)1min做的有用功為J
（2）在平直公路上行駛，受到阻力為3×103N時(shí)的最大速度為m/s（汽油的熱值q=4.5×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）4.86×106
（2）27
【解析】（1）根據(jù)ρ 可得，一次吸入混合物的質(zhì)量：
m1＝ρV＝1.44kg/m3×2×103m3＝2.88×10﹣3kg；
因?yàn)榍�軸每轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，完成一個(gè)工作循環(huán)，吸氣一次，也做一次功，
所以，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在1min轉(zhuǎn)動(dòng)3×103轉(zhuǎn)，吸氣和做功都為1500次，
汽油和空氣的質(zhì)量比為1：15，可見(jiàn)汽油占混合物總質(zhì)量的 ；
則發(fā)動(dòng)機(jī)在1min內(nèi)吸入汽油的總質(zhì)量：
m＝m1×1500× ＝2.88×10﹣3kg×1500× ＝0.27kg；
這些汽油完全燃燒放出的熱量：
Q＝mq＝0.27kg×4.5×107J/kg＝1.215×107J，
根據(jù)η＝ ×100%可得，汽車(chē)在1min做的有用功：
W＝Q放η＝1.215×107J×40%＝4.86×106J；
（2）汽車(chē)在1min做的有用功的功率為：
P ＝8.1×104W．
因?yàn)槠��?chē)勻速行駛，所以汽車(chē)受到的阻力與牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，即F＝f＝3×103N，
根據(jù)P＝Fv可得，汽車(chē)行駛的速度：
v＝ ＝27m/s．
故答案為：（1）4.86×106；（2）27．

（1）曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，完成一個(gè)工作循環(huán)，吸氣一次；由m=ρV求出燃料混合物的質(zhì)量，根據(jù)空燃比求出汽油的質(zhì)量，從而可以求出1min吸入的汽油量；由Q=mq求出燃料燃燒時(shí)放出的熱量；根據(jù)熱機(jī)效率求出有用功；
（2）根據(jù)求出功率，根據(jù)P=Fv求出汽車(chē)行駛的速度．