(2010全國初中應用物理知識競賽複賽題)小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他説車的*能時，總是説“2．0的排量”...

問題詳情：

(2010全國初中應用物理知識競賽複賽題)小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他説車的*能時，總是説“2．0的排量”，卻很少説“功率”，為此小亮特地從網上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發動機有若干個氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發動機排量。從説明書上查到：小亮家的汽車採用的是LFX直列四缸發動機，排量為2.0L；從網上查找到了其輸出特*曲線（如圖8所示）；小亮又向爸爸詢問了一些實測數據：由於汽車行駛的路況很好，所以平均車速為90km／h，此時發動機轉速為2000r/min，平均行駛百公里油耗為9L；從物理書上查得汽油的熱值為4．6×107J/kg，密度為0．71×103kg/m3

（1）．由這台發動機輸出特*曲線可以看出，在發動機轉速為1000~5000 r/min範圍內，它的輸出功率與轉速大致有什麼關係？

（2）．試通過公式推導出在其他參數相同時，發動機的輸出功率與其排量的關係。

（3）．這輛汽車以90km／h行駛時，發動機的效率約為多少？每個做功衝程汽缸內的平均壓強是約為多少？

【回答】

解析：（1）.由這台發動機輸出特*曲線可以看出在發動機轉速為1000~5000r/min範圍內，它的輸出功率與轉速大致成正比。

（2）.設做功衝程燃氣對活塞的平均壓強為p0，發動機排量為V排，

做功衝程燃氣對一個活塞的平均壓力F= p0S，

每個做功衝程燃氣對一個活塞做的功W0=FL= p0SL= p0V排/4

發動機轉速為n時燃氣對活塞做功的功率P=W/t=2n·p0V排/4= np0V排/2

所以，在發動機轉速為n，做功衝程氣缸平均壓強p0大致相同時，燃氣對活塞做功的功率P與發動機排量V排成正比。

（3）. 由這台發動機輸出特*曲線可知，發動機轉速n=200r/min時，其輸出功率約為37kW。

η=×100%=×100%=×100%=×100%=50.4%。

由P= np0V排/2可得p0==1.11×106Pa。

知識點：物理競賽

題型：計算題