如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_m_),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=1.0×10_Pa,活塞以n=1380次/分钟作往复运动,汽油机往复运动两次,对外做功一次.汽油机在此工作状态下的功率是W.
分析:
首先根据压强与受力面积求出活塞的推力F,再求活塞压缩一次燃气所的做功W,根据活塞每分钟往复运动的次数求出对外做的总功,结合时间求出功率.
解答:
解:推力:F=pS
一次做功:W=FL=pSL=1.0×10_Pa×3.0×10_m_×0.06m=180J
功率:P=$\frac {1}{2}$n$\frac {W}{t}$=$\frac {1}{2}$×1380×$\frac {180J}{60s}$=2070W;故答案为:2070W.
点评:
本题联系实际解答功率与机械效率的问题,关键是明确活塞的工作情况,能够正确的算出所做的总功.
一台内燃机的转速是1440转/分,那么在每秒钟内( )
分析:
知道内燃机的转速,而内燃机在一个工作循环中对外做功1次,飞轮转动2转,完成4个冲程,据此得出答案.
解答:
解:由题知,飞轮转速是1440转/分钟=24转/秒,
因为飞轮转动2转为一个工作循环,对外做功1次,完成4个冲程,所以内燃机每秒钟曲轴转动24转,燃气对外做功12次,完成48个冲程.
故选A.
点评:
本题考查了学生对内燃机的工作特点的了解与掌握,难点是明白内燃机一个工作循环,经历四个冲程,燃气对外做功一次,活塞往返两次,曲轴转动两周.
四冲程汽油机飞轮的转速是960r/min,那么它每秒钟对外做功的次数是( )
分析:
四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环,一个工作循环中只有做功冲程对外做功,活塞往复两次,曲轴转动两周.先根据汽油机的转速求出1s内汽油机曲轴的转动圈数,然后求出1s内汽油机对外做功的次数.
解答:
解:
汽油机的转速为960r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于16.
一个工作循环中,曲轴转动两周,对外做功一次,1s内曲轴转动16次,对外做功8次.
故选A.
点评:
此题考查内燃机转速的计算.在四冲程汽油机中,一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,这个知识是平常学习中比较容易忽视的,需要引起注意.
一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速为2400r/min,该汽油机每秒钟对外做功次.
分析:
四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环,一个工作循环中只有做功冲程对外做功,活塞往复两次,曲轴转动两周.先根据汽油机的转速求出1s内汽油机曲轴的转动圈数,然后求出1s内汽油机对外做功的次数;在压缩冲程末、做功冲程初,火花塞冒出电火花,将混合气体点燃,混合气体剧烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.
解答:
解:汽油机的转速为2400r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40.一个工作循环中,曲轴转动两周,对外做功一次,1s内曲轴转动40次,对外做功20次.故答案为:20.
点评:
此题考查内燃机转速的计算.在四冲程汽油机中,一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,这个知识是平常学习中比较容易忽视的,需要引起注意.
四冲程汽油机的转速为3600R/min,那么他每秒钟对外做功的次数是.
分析:
在四冲程汽油机中,一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,完成4个冲程,据此分析计算.
解答:
解:已知汽油机的转速是3600R/min,即60R/s,所以该汽油机每秒可以完成120个冲程,可以做30次功;
故答案为:30.
点评:
在四冲程汽油机中,一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,这个知识是平常学习中比较容易忽视的,需要引起注意.
一台汽油机,活塞面积是50cm_,活塞行程为25cm,做功冲程中燃气产生的平均压强为 8×10_Pa,那么该汽油机在一个工作循环中对外做的功是( )
分析:
根据活塞面积是50cm_,和做功冲程中燃气产生的平均压强,利用压强公式变形求出做功冲程中所用的力,再利用W=Fs即可求出该汽油机在一个工作循环中对外做的功.
解答:
解:由P=$\frac {F}{S}$得F=PS=8×10_Pa×50×10_m_=4000N,
W=Fs=4000N×0.25m=1000J
故选B.
点评:
此题比较简单,主要涉及压强的公式变形和功的计算,计算时要注意统一使用国际单位制单位.
汽油机的活塞面积为100cm_,做功冲程燃气的平均压强为6×10_Pa,冲程长为70cm,转速为240转/min;则一个工作循环燃气对活塞做的功为J,其功率是W.
分析:
根据p=$\frac {F}{S}$求出燃气的平均压力,再根据W=Fs求出燃气做的功;求出一个工作循环用的时间,然后根据P=$\frac {W}{t}$求出功率.
解答:
解:由p=$\frac {F}{S}$得:
做功冲程产生的平均压力:F=pS=6×10_Pa×100×10_m_=6000N,
一个工作循环燃气对活塞做的功:
W=Fs=6000N×0.7m=4200J;
曲轴每转两圈对外做功一次,1min转动240转,则转两转,需要的时间:t=$\frac {60s}{240}$×2=0.5s;
故该汽油机的功率:
P=$\frac {W}{t}$=$\frac {4200J}{0.5s}$=8400W.
故答案为:4200J;8400W.
点评:
此题考查热机中功率、功、压力的计算.特别要注意每分钟做功的次数,这是最容易出错的地方.
若一台四冲程汽油机的气缸面积为60cm_,活塞行程为0.1m,做功冲程燃气的平均压强为60N/cm_,飞轮转速为1800r/min,那么该汽油机1分钟内对外做功次,工作时气缸内气体对活塞的平均压力为N,这台汽油机的功率是W.
分析:
(1)知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式F=PS计算出平均压力的大小.
(2)知道活塞在气缸中移动的距离,可利用公式W=FS计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功.
(3)飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次,计算出飞轮转动1800周对外做功的次数,已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功,从而可以计算出燃气对活塞做的总功,又知道做功的时间,可利用公式P=$\frac {W}{t}$计算出汽油机的功率.
解答:
解:解:(1)∵p=60N/cm_=$\frac {60N}{10_m}$=6.0×l0_Pa,活塞面积S=60cm_=60×10_m_,
∴燃气对活塞的平均压力为:F=PS=6.0×lO_Pa×60×10_m_=3600N.
(2)活塞做功一次的路程s=0.1m,
一个做功冲程中燃气对活塞做的功:
W=Fs=3600N×0.1m=360J.
(3)飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动1800周,要对外做功900次,
∴燃气对活塞做的总功为:
W_总=W×900=360J×900=324000J,
而t=1min=60s,
∴汽油机的功率为:
P=$\frac {W_总}{t}$=$\frac {324000J}{60s}$=5400W.
故答案为:900;3600;5400.
点评:
此题考查热机中压力、功、功率的计算,关键是对公式和公式变形的理解和应用.在计算过程中要注意单位的换算.
转速为1200r/min的四冲程单缸内燃机,若每工作循环做功600J,该内燃机的功率为W。若汽缸的横截面积为200cm^{2},活塞一个冲程运动的距离是30cm,则做功冲程产生的平均压力是N,压强是Pa。
分析:
解答:
点评:
此题考查热机中功率、压力以及压强的计算。在计算运动公式进行计算时要注意对应关系,特别要注意每分钟做功的次数,这是最容易出错的地方。