Question

6．如圖是某四沖程汽油機做功沖程的示意圖，活塞的橫截面積是20cm²．做功沖程中，燃氣對活塞的平均壓強是1.0×10⁶Pa，活塞移動的距離是40mm，所用時間是0.01s．試求：
（1）做功沖程中，燃氣對活塞的平均壓力是多少？
（2）做功沖程中，平均壓力做的功率是多少？
（3）設做功沖程中汽油完全燃燒，放出的熱量是800J，則該汽油機的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道活塞的橫截面積和燃氣對活塞的平均壓強，根據F=pS求出燃氣對活塞的平均壓力；
（2）根據W=Fs求出平均壓力做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出平均壓力做的功率；
（3）知道平均壓力做的功和汽油完全燃燒放出的熱量，利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出該汽油機的效率．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，燃氣對活塞的平均壓力：
F=pS=1.0×10⁶Pa×20×10^-4m²=2000N；
（2）平均壓力做的功：
W=Fs=2000N×40×10^-3m=80J，
平均壓力做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{80J}{0.01s}$=8000W；
（3）該汽油機的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{80J}{800J}$×100%=10%．
答：（1）做功沖程中，燃氣對活塞的平均壓力是2000N；
（2）做功沖程中，平均壓力做的功率是8000W；
（3）該汽油機的效率是10%．

點評 本題考查了壓強公式、做功公式、功率公式、效率公式的應用，計算過程要注意單位的換算．