试题

（2012·宝坻区二模）图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．有一台四缸汽油发动机，其排量为2.0L（排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积等于活塞的面积与活塞上下运动的距离乘积）．
（1）在做功冲程中，若活塞所受燃气的平均压强是1.2×10⁶Pa，1min内高温高压的燃气推动活塞做功12000次，求这台发动机做功的平均功率是多少？
（2）如果这台汽油机的效率是30%，汽油的热值是4.6×10⁷J/kg，那么它工作一小时需要完全燃烧掉多少千克的汽油？

解：（1）发动机做功一次所做的功W=Fs=pSs=pV=1.2×10⁶Pa×2×10^-3m³=2.4×10³J，
1min内做的总功W_总=12000×2.4×10³J=2.88×10⁷J，
发动机做功的平均功率：
P=

W总

t

=

2.88×107J

60s

=4.8×10⁵W；
（2）工作一小时做的总功：
W_总′=60W_总=60×2.88×10⁷J=1.728×10⁹J，
∵η=

W

Q

∴汽油完全燃烧放出的总能量：
Q=

W ′ 总

η

=

1.728×109J

30%

=5.76×10⁹J，
∵Q=mq
∴完全燃烧汽油的质量：
m=

Q

q

=

5.76×109J

4.6×107J/kg

≈125kg．
答：（1）这台发动机做功的平均功率是4.8×10⁵W；
（2）它工作一小时需要完全燃烧掉125kg的汽油．
解：（1）发动机做功一次所做的功W=Fs=pSs=pV=1.2×10⁶Pa×2×10^-3m³=2.4×10³J，
1min内做的总功W_总=12000×2.4×10³J=2.88×10⁷J，
发动机做功的平均功率：
P=

W总

t

=

2.88×107J

60s

=4.8×10⁵W；
（2）工作一小时做的总功：
W_总′=60W_总=60×2.88×10⁷J=1.728×10⁹J，
∵η=

W

Q

∴汽油完全燃烧放出的总能量：
Q=

W ′ 总

η

=

1.728×109J

30%

=5.76×10⁹J，
∵Q=mq
∴完全燃烧汽油的质量：
m=

Q

q

=

5.76×109J

4.6×107J/kg

≈125kg．
答：（1）这台发动机做功的平均功率是4.8×10⁵W；
（2）它工作一小时需要完全燃烧掉125kg的汽油．