Question

（2013?佛山）發動機是汽車的核心部件，發動機的質量決定了整車的性能和品質，現代汽車主要分汽油和柴油兩類發動機，其中汽油發動機提供動力的是內燃機的汽缸．若某臺以汽油為燃料的汽車，發動機內有四個汽缸，其相關數據如下表所示．

（1）汽車以100km/h速度勻速運動時發動機的輸出功率最大，則1min內有用功

4.5×10⁶

J．
（2）汽車內燃機一個工作循環包括四個沖程，一個汽缸正常工作四個沖程的順序是

乙甲丁丙

（對甲、乙、丙、丁重新排序），

丁

圖所示的沖程內燃機給汽車提供動力．
（3）汽車排氣量是指發動機氣缸的工作容積，汽車排氣量越大，功率越大，空燃比是指汽缸內空氣和燃油的質量比．
汽車發動機數據表

1min	2600次	93#汽油	汽缸內汽油和空氣的混合密度	1.35kg/m3
排氣量	1.8L		熱值	4.6×107（J/kg）
發動機最大功率	75（kw）		空燃比	14：1

當汽車以100km/h速度勻速運動時，根據表中數據求汽車發動機的效率．（計算結果保留一小數）

Answer 1

分析：（1）已知發動機的最大功率，直接根據W=Pt即可求出汽車1min內做的有用功；
（2）內燃機的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，同時需要掌握內燃機四沖程的特點；
（3）根據m=ρv算出燃氣的質量，然后根據空燃比算出汽油的質量；發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）汽車以100km/h速度勻速運動時，1min中內做的有用功：W=Pt=75000W×60s=4.5×10⁶J；
（2）甲中的兩個氣閥都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是第二沖程；
乙中的一個氣閥打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；
丙中的一個氣閥打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，是第四沖程；
丁中的兩個氣閥都關閉，活塞下運動，所以為做功沖程，是第三沖程；
故排序為：乙甲丁丙．其中做功沖程內燃機給汽車提供動力．
（3）做一次功燃氣的質量：m_燃氣=ρv=1.35kg/m³×1.8×10^-3m³=2.43×10^-3kg，
因為空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油質量：2.43×10^-3kg×

1

15

=1.62×10^-4kg，
1min內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，
發動機的效率：η=

W

Q

×100%=

4.5×106J

1.93752×107J

×100%≈23.2%．
答：（1）4.5×10⁶；（2）乙甲丁丙；丁；
（3）汽車發動機的效率為23.2%．

點評：本題考查速度、功率、效率的計算，考查面比較廣，關鍵是公式及其變形的應用，最容易出錯的是物理量的單位和單位的換算．