Question

11．汽油機是熱機中的一種，如圖所示是汽油機的做功沖程，此過程是將內能轉化為機械能．某汽油機飛輪的轉速是2400r/min，該汽油機每10秒完成800個沖程．對外做功200次．若該汽油機的效率是20%，在汽油機內完全燃燒2kg汽油時這些熱量通過汽油機的轉化，能對外做2×10⁶J的有用功（汽油的熱值為5×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）判斷沖程可以看氣閥門的開關情況和活塞運動情況，結合規律總結進行判斷內燃機的沖程；
（2）四沖程內燃機曲軸轉一圈，完成2個沖程，活塞往復1次，1個工作循環中包括4個沖程并對外做功1次；
（3）利用熱量公式Q=mq求解放出的熱量；根據η=$\frac{W}{Q}$求出有用功．

解答 解：
（1）圖中的氣門閉合、火花塞點火，活塞下行，所以是做功沖程；做功沖程中內能轉化為機械能；
（2）四沖程汽油機一個工作循環飛輪轉2圈，完成四個工作沖程，做功1次，活塞往復2次，某汽油機的飛輪轉速為2400r/min，1min內飛輪轉2400圈，所以10s內，飛輪轉400圈，活塞往復運動800次，共200個工作循環，400個沖程，做功200次；
（3）汽油完全燃燒放出的熱量：Q=mq=5×10⁷J/kg×2kg=1.0×10⁸J；
根據η=$\frac{W}{Q}$可知，對外做的有用功：W=Qη=1.0×10⁸J×20%=2×10⁶J．
故答案為：做功；機械；800；200；2×10⁶．

點評 解決此題要結合內燃機的做功沖程特點及熱量、熱機效率的計算公式進行分析求解．