题目

某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2 ， 气缸容积为150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，求： （1） 一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （2） 该汽油机的效率； （3） 若燃气对活塞的平均压强为p，设活塞的面积为S，冲程长为L，气缸工作容积（单缸排量）为V，如图所示，请推导出一个做功冲程燃气对活塞做的功W=pV。 答案： 解：满负荷工作时做功冲程燃气的平均压力为F=pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2700N 气缸工容积为V=150mL=150cm3 则活塞运动距离为 L=VS=150cm330cm2=5cm=5×10-2m 则一个做功冲程中燃气对活塞做的功为W=FL=2700N×5×10-2m=135J 答：一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J； 解：因飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮1min转动1800周，做功900次，则燃气对活塞做的总功为W总=W×900=1.215×105J 1min消耗汽油完全燃烧释放的热量为Q放=mq=10×10-3×4.6×107J/kg=4.6×105J 则汽油机的效率为 η=W总Q放×100%=1.215×105J4.6×105J=26.4% 答：该汽油机的效率为26.4%； 解：由压强公式 p=FS 可知，做功中的压力为F=pS 活塞运动距离为 L=VS 则一个做功冲程燃气对活塞做的功为W=FL=pSL=pV 答：一个做功冲程燃气对活塞做的功W=pV。

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