下图为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm(面积近似取S=3.0×10-3m2),活塞冲程长度为L=0.06m,某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106Pa,,汽油机往复运动两次,对外做功一次,飞轮转速是2400R/min。
(1)汽油机在此工作状态下的功率是多少?
(2)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油,那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?(q汽=4.6×107J/kg、不计摩擦)
(1)做功冲程中的平均压力F=pS=1.0×106Pa×3.0×10-3m2
=3.0×103N
一个做功冲程做功W=FL
=3.0×103N×0.06m=180J
该汽油机每s钟完成的工作循环数2400/(60×2)=20(次)其功率是:P=W/t=20×180J/1s
=3600W
(2)每分钟做功W’=Pt’=3600W×1×60s
=2.16×105J
燃料完全燃烧放出的热量是Q=mq=20×10-3kg×4.6×107J/kg
=9.2×105J
汽油机的效率是:η=W/Q=2.16×105J/(9.2×105J)
=23.5%
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