(2008年全國初中應用物理知識競賽複賽題）曉欣同學看到一些小汽車的尾部都標有“0.8”、“1.6”、“1....

問題詳情：

 (2008年全國初中應用物理知識競賽複賽題）曉欣同學看到一些小汽車的尾部都標有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字樣，他上網查詢得知這是汽車發動機“排氣量”的數值。所謂排氣量就是發動機氣缸的工作容積，是指所有氣缸內活塞從下止點到達上止點所掃過的容積之和。一般情況下發動機的“排氣量”越大，功率越大。汽車發動機每一個工作循環要經歷四個衝程，帶動曲軸轉動2周。現有一輛小轎車發動機排氣量為1.8L，最大功率為74kW，當該發動機以最大功率工作時，曲軸的轉速為5200r/min。汽油機工作時的最佳空燃比（即空氣和燃油的質量比）為14:1，壓縮比是10（即氣缸總容積與燃燒室容積的比值），若發動機在最大功率時汽油和空氣的混合密度為1.35kg/m3,汽油的熱值為4.6×107J/kg、密度為0.71×103kg/m3。請計算：

（1）.這台發動機在最大功率時的熱機效率。

（2）.發動機在最大功率時，汽車的最高時速為175km/h，計算在此情況下汽車每百公里油耗為多少升。

【回答】

【解析】（1）．這台發動機在最大功率時1min內發動機做的有用功

 W有=74×103W×60s=4.44×106J.。

在1min內轉動5200r，吸入汽油和空氣的混合氣2600次。 1min內發動機消耗汽油的質量為：m= ρV =1.35kg/m3×1.8×10-3 m3×2600 =0.47 kg。

1min內汽油完全燃燒放出的熱量W總=0.47kg×4.6×107J/ kg=2.16×107J。 這台發動機在最大功率時的熱機效率η=W有/W總×100%=21% （2）．汽車以最高時速175km/h前進100km所用時間：t=s/v=100km/175km/h =34.3min。 汽車每行使100km的耗油質量為：m’= 0.47 kg/min×34.3min=16.1kg 。 汽車每行使100km的耗油體積為 V’= m’/ρ=16.1kg/0.71kg/L=22.7L 。

【點評】此題以汽車發動機“排氣量”切入，意在考查功和功率、熱機、機械效率及其相關計算和綜合運用知識的能力。

知識點：物理競賽

題型：計算題