若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm，某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似取S=3.0×10-3平方米），活塞冲程长度为0.06米，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p

Question

若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm，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^-3 平方米），活塞冲程长度为0.06米，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p=1×10⁶帕，活塞以1200次每分钟作往复运动．
（1）汽油机五分钟对外做功多少次？
（2）汽油机在此工作状态下的功率是多少？
（3）如果此工作状态下每分钟消耗25g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是______（q_汽=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

（1）∵p=(F)/(S)，
∴燃气对活塞的压力：
F=pS=1.0×10⁶Pa×3.0×10^-3m²=3000N，
汽油机对外做功一次所做的功：
W₁=FL=3000N×0.06m=180J；
（2）汽油机一分钟做的功：
W=(n)/(2)W₁=(1200)/(2)×180J=1.08×10⁵J，
汽油机做功的功率：
P=(W)/(t)=(1.08×105J)/(60s)=1800W；
（3）汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=mq=25×10^-3kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁶J，
汽油机把内能转化为机械能的效率：
η=(W)/(Q放)×100%=(1.08×105J)/(1.15×106J)×100%=9.4%．
故答案为：（1）汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小为180J；
（2）汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率是1800W；
（3）汽油机把内能转化为机械能的效率为9.4%．