Question

某型號單缸四沖程汽油機(jī)的活塞直徑為60mm（面積近似取S=3.0×10^-3-m²），活塞沖程長度為L=0.06m，某種工作狀態(tài)下做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為p=1.0×10⁶pa，活塞以n=1380次/分鐘作往復(fù)運(yùn)動，汽油機(jī)往復(fù)運(yùn)動兩次，對外做功一次．汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下的功率是

2070

w，如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20g汽油，那么汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是

13.5%

（q_汽=4.6×107J/kg、不計(jì)摩擦）．

Answer 1

分析：（1）要求汽油機(jī)的功率，用汽油機(jī)一分鐘做的功除以時(shí)間，活塞一分鐘往復(fù)運(yùn)動1380次，活塞往復(fù)運(yùn)動兩次，對外做功一次，求出一分鐘對外做功的次數(shù)．
活塞做功一次可以做多少功呢？活塞是靠高溫高壓的燃?xì)庾龉Φ�，功就等于燃�(xì)鈱�活塞的壓力和活塞沖程長度的乘積，求出做功一次所做的功乘以次數(shù)，就是一分鐘做的功，再除以時(shí)間就是功率．
（2）求出燃料燃燒時(shí)得到的內(nèi)能，用Q_放=mq得出，再求出每分鐘轉(zhuǎn)化的機(jī)械能即一分鐘做的功，用機(jī)械能除以內(nèi)能得出效率．

解答：解：汽油機(jī)對外做功一次所做的功：W₁=FS=1.0×10⁶pa×3.0×10^-3m²×0.06m=180J
汽油機(jī)一分鐘做的功：W=

n

2

W1=

1380

2

×180J=124200J
汽油機(jī)做功的功率：P=

W

t

=

124200J

60S

=2070W
燃料燃燒一分鐘獲得的內(nèi)能：Q_放=mq=20×10^-3kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁵J
汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η=

W

Q放

=

124200J

9.2×105J

=13.5%
故答案為：2070；13.5%

點(diǎn)評：此題是一道學(xué)科綜合題，考查了功、功率、效率的計(jì)算，但我們只要認(rèn)真分析，一步一步來就一定可以得出正確的結(jié)果．