車型同悅
排氣量1.6L
最大功率90kW
空燃比14:1
汽油的熱值4.6×107J/kg
右表是同悅小轎車的一些技術(shù)參數(shù).其中排氣量是指發(fā)動機氣缸的工作容積,一般情況下,發(fā)動機的排氣量越大,功率越大.空燃比是指氣缸內(nèi)空氣和燃油的質(zhì)量比.汽油的熱值表示每千克汽油完全燃燒放出的熱量為4.6×107J.當該發(fā)動機以最大功率工作時,氣缸內(nèi)汽油和空氣的混合密度為1.35kg/m3,1min內(nèi)高溫高壓的燃氣推動活塞做功3000次.請你計算發(fā)動機在最大功率工作時
(1)1min內(nèi)做的有用功.
(2)做功一次消耗汽油的質(zhì)量.
(3)發(fā)動機的效率.
【答案】分析:(1)根據(jù)公式W=Pt進行計算,要注意把功率單位換算成W,把時間單位換算成s.
(2)根據(jù)m=ρv算出燃氣的質(zhì)量,然后根據(jù)空燃比算出汽油的質(zhì)量.
(3)發(fā)動機的效率是有用功跟汽油燃燒釋放熱量的比值.
解答:解:(1)1min內(nèi)做的有用功:W=Pt=9×104W×60s=5.4×106J.
(2)燃氣的質(zhì)量:m=ρv=1.35kg/m3×1.6×10-3m3=2.16×10-3kg,
因為空燃比是14:1,所以燃油的質(zhì)量是整個質(zhì)量的,
做一次功消耗的汽油質(zhì)量:2.16×10-3kg×=1.44×10-4kg.
(3)1min內(nèi)汽油燃燒釋放的熱量:Q=mq=1.44×10-4kg×4.6×107J/kg×3000=1.9872×107J,
發(fā)動機的效率:η===27%
答:(1)1min內(nèi)做的有用功為5.4×106J.
(2)做功一次消耗汽油的質(zhì)量是1.44×10-4kg.
(3)發(fā)動機的效率是27%.
點評:本題貼近生活,能讓學(xué)生了解能量的轉(zhuǎn)化和汽車的效率.本題考查了功的計算、熱量的計算、熱機效率的計算,難點在于計算做一次功消耗燃油的質(zhì)量.難度較大.
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