Question

18．汽車已走入我們的家庭，而發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的核心部件，發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量決定了整車的性能與品質(zhì)，現(xiàn)代汽車主要分汽油與柴油兩類發(fā)動(dòng)機(jī)，以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其提供動(dòng)力的是內(nèi)燃機(jī)的氣缸．某臺(tái)以汽油為燃料的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)有四個(gè)氣缸，其相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

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

（1）汽車內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括四個(gè)沖程如上圖所示，一個(gè)氣缸正常工作四個(gè)沖程的順序是乙甲丁丙（對甲、乙、丙、丁重新排序），其中圖丁是內(nèi)燃機(jī)給汽車提供動(dòng)力的沖程．
（2）汽車以100km/h的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率最大，則1min內(nèi)做多少J的有用功？
（3）汽車的排氣量是指發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的工作容積，汽車排氣量越大，功率越大．空燃比指汽缸內(nèi)空氣和燃油的質(zhì)量比．當(dāng)汽車以100km/h的速度勻速行駛時(shí)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率． （計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)確定順序；做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率，根據(jù)W=Pt求出1min內(nèi)做有用功；
（3）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，結(jié)合燃料放熱公式求出放出的熱量；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）內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)過程是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，故排列順序?yàn)椋阂壹锥”�；由圖可知，丁圖中進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉，且活塞向下運(yùn)動(dòng)的沖程是做功沖程，做功沖程中內(nèi)燃機(jī)給汽車提供動(dòng)力；
（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=Pt=75000W×60s=4.5×10⁶J；
（3）①根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，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=2.43×10^-3kg×$\frac{1}{15}$=1.62×10^-4kg；
②1min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=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{4.5×1{0}^{6}J}{1.93752×1{0}^{7}J}$×100%≈23.2%．
故答案為：（1）乙甲丁丙；丁；
（2）4.5×10⁶；
（3）23.2%．}

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)熱機(jī)的計(jì)算和應(yīng)用，涉及到?jīng)_程的判斷、能量的轉(zhuǎn)化、功的計(jì)算、熱值的計(jì)算、效率的計(jì)算，考查面比較廣，關(guān)鍵是理解表格中各參數(shù)的含義．