国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸横截面积为40cm2，活塞冲程长60mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为1.0×106Pa，飞轮的转速是2400r/min．求：（1）这种汽油机燃气对活塞的平均压力；

Question

国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸横截面积为40cm²，活塞冲程长60mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为1.0×10⁶Pa，飞轮的转速是2400r/min．求：
（1）这种汽油机燃气对活塞的平均压力；
（2）这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；
（3）如果某小型汽车用4个缸的这种汽油机做为动力机（设每个缸提供的功率均相同），若该汽油机的效率为40%，当该汽车在平直公路上以36km/h的速度匀速行驶，通过46km的路程时，需消耗汽油多少kg？（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

（1）∵p=1.0×10⁶Pa，S=40cm²=4×10^-3m²，
∴根据公式p=(F)/(S)得：燃气对活塞的平均压力为：F=pS=1.0×10⁶Pa×4×10^-3m²=4000N；
（2）∵飞轮的转速是2400r/min，做功次数为(1)/(2)×2400次=1200次，s=60mm=6×10^-2m，
∴做一次功W=Fs=4000N×6×10^-2m=240J，
1min做的功为W=240J×1200=288000J，
则式P=(W)/(t)=(288000J)/(60s)=4800W；
（3）根据公式v=(s)/(t)，汽车通过46km的路程，所用的时间t=(s)/(v)=(46km)/(36km/h)=1.28h=77min，
发动机所做的功W_总=77×4×288000J=8.8704×10⁷J，
则由η=(W)/(Q放)得：
汽油完全燃烧放出的热量Q_放=(W)/(η)=(8.8704×107J)/(40%)=2.2176×10⁸J
由Q_放=mq得：
m=(Q放)/(q)=(2.2176×108J)/(4.6×107J/kg)=4.8kg．
答：
（1）这种汽油机燃气对活塞的平均压力4000N；
（2）这种汽油机满负荷工作时做功的功率4800W；
（3）需消耗汽油4.8kg．