Question

【題目】發(fā)動機是汽車的核心部件，發(fā)動機的質(zhì)量決定了整車的性能和品質(zhì)，現(xiàn)代汽車主要分汽油與柴油兩類發(fā)動機，其中汽油發(fā)動機提供動力的是內(nèi)燃機的汽缸．若某臺以汽油為燃料的汽車，發(fā)動機內(nèi)有四個汽缸，其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示．

（1）由圖甲可以看出，此時它正處在 沖程，其能量轉(zhuǎn)化情況與 （乙/丙）圖相同；

（2）汽車以100km/h的速度勻速運動時發(fā)動機的輸出功率最大，求1min內(nèi)做的有用功；

（3）汽車的排氣量是指發(fā)動機汽缸的工作容積，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，根據(jù)表中數(shù)據(jù)求汽車發(fā)動機的效率．

Answer 1

【答案】（1）做功；乙；（2）4．5×106 ；（3）22．5%

【解析】

試題分析：（1）由圖甲可知，進氣門、排氣門均關(guān)閉，且活塞向下運動的沖程是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；乙圖中水蒸氣推動試管塞子做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；丙圖中向下按壓活塞，活塞壓縮氣體做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；故做功沖程的能量轉(zhuǎn)化形式與乙圖相同；

（2）汽車以100km/h速度勻速運動時，1min中內(nèi)做的有用功：W=Pt=75000W×60s=4．5×106 J；

（3）①根據(jù)ρ=m/V可得，做一次功燃氣的質(zhì)量：m燃氣 =ρV=1．5kg/m3 ×2×10-3 m3 =3×10-3 kg，

因為空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油質(zhì)量：m=3×10^-3 kg/15=2×10-4 kg；

②1min內(nèi)汽油燃燒釋放的熱量：Q=m汽油 q=2×10-4 kg×4×107 J/kg×2500=2×107 J，

發(fā)動機的效率：η=W/Q×100%=4．5×106J/2×107J×100%=22．5%。