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晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”“1.6”“1.8”或“2.0”等字样,她上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值,所谓排气量就是发动机汽缸的工作容积,是指所有汽缸内活
题目详情
晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”“1.6”“1.8”或“2.0”等字样,她上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值,所谓排气量就是发动机汽缸的工作容积,是指所有汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和.一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大.汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程.带动曲轴转动2周,现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW.当该发动机以最大功率工作时.曲轴的转速为5200r/min.汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为14:1,压缩比是10(即汽缸总容积与燃烧室容积的比值),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3.汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.71×103kg/m3,请计算:
(1)已知热量与热值之间的关系式:Q=Vq或Q=mq,V为体积,m为质量,q为热值.这台发动机在最大功率时的热机效率.
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升.晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”“1.6”“1.8”或“2.0”等字样,她上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值,所谓排气量就是发动机汽缸的工作容积,是指所有汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和.一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大.汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程.带动曲轴转动2周,现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW.当该发动机以最大功率工作时.曲轴的转速为5200r/min.汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为14:1,压缩比是10(即汽缸总容积与燃烧室容积的比值),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3.汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.71×103kg/m3,请计算:
(1)已知热量与热值之间的关系式:Q=Vq或Q=mq,V为体积,m为质量,q为热值.这台发动机在最大功率时的热机效率.
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升.3733
(1)已知热量与热值之间的关系式:Q=Vq或Q=mq,V为体积,m为质量,q为热值.这台发动机在最大功率时的热机效率.
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升.晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”“1.6”“1.8”或“2.0”等字样,她上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值,所谓排气量就是发动机汽缸的工作容积,是指所有汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和.一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大.汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程.带动曲轴转动2周,现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW.当该发动机以最大功率工作时.曲轴的转速为5200r/min.汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为14:1,压缩比是10(即汽缸总容积与燃烧室容积的比值),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3.汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.71×103kg/m3,请计算:
(1)已知热量与热值之间的关系式:Q=Vq或Q=mq,V为体积,m为质量,q为热值.这台发动机在最大功率时的热机效率.
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升.3733
▼优质解答
答案和解析
(1)这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功:
W有有=74×1033W×60s=4.44×1066J,
热机每个工作循环曲轴转两圈,在1min内转动5200r,吸入汽油和空气的混合气2600次,
汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)14:1,
汽油占其中的
,
1min内发动机消耗汽油的质量为:
m=ρV=1.35kg/m3×1.8×10-3m3×2600×
≈0.42kg,
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
W总=0.42kg×4.6×107J/kg≈1.932×107J,
这台发动机在最大功率时的热机效率:
η=
×100%=
×100%≈23%;
(2)由v=
得,汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:
t=
=
=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
1 15 1 1 115 15 15,
1min内发动机消耗汽油的质量为:
m=ρV=1.35kg/m33×1.8×10-3-3m33×2600×
≈0.42kg,
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
W总=0.42kg×4.6×107J/kg≈1.932×107J,
这台发动机在最大功率时的热机效率:
η=
×100%=
×100%≈23%;
(2)由v=
得,汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:
t=
=
=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
1 15 1 1 115 15 15≈0.42kg,
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
W总总=0.42kg×4.6×1077J/kg≈1.932×1077J,
这台发动机在最大功率时的热机效率:
η=
×100%=
×100%≈23%;
(2)由v=
得,汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:
t=
=
=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
W有 W总 W有 W有 W有有W总 W总 W总总×100%=
×100%≈23%;
(2)由v=
得,汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:
t=
=
=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
4.44×106J 1.932×107J 4.44×106J 4.44×106J 4.44×106J6J1.932×107J 1.932×107J 1.932×107J7J×100%≈23%;
(2)由v=
得,汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:
t=
=
=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
s t s s st t t得,汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:
t=
=
=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
s v s s sv v v=
=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
100km 175km/h 100km 100km 100km175km/h 175km/h 175km/h=
h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
4 7 4 4 47 7 7h≈34.3min,
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
m′ ρ m′ m′ m′ρ ρ ρ=
≈20.29×10-3m3=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
14.406kg 0.71×103kg/m3 14.406kg 14.406kg 14.406kg0.71×103kg/m3 0.71×103kg/m3 0.71×103kg/m33kg/m33≈20.29×10-3-3m33=20.29L.
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
W有有=74×1033W×60s=4.44×1066J,
热机每个工作循环曲轴转两圈,在1min内转动5200r,吸入汽油和空气的混合气2600次,
汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)14:1,
汽油占其中的
1 |
15 |
1min内发动机消耗汽油的质量为:
m=ρV=1.35kg/m3×1.8×10-3m3×2600×
1 |
15 |
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
W总=0.42kg×4.6×107J/kg≈1.932×107J,
这台发动机在最大功率时的热机效率:
η=
W有 |
W总 |
4.44×106J |
1.932×107J |
(2)由v=
s |
t |
t=
s |
v |
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
1 |
15 |
1min内发动机消耗汽油的质量为:
m=ρV=1.35kg/m33×1.8×10-3-3m33×2600×
1 |
15 |
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
W总=0.42kg×4.6×107J/kg≈1.932×107J,
这台发动机在最大功率时的热机效率:
η=
W有 |
W总 |
4.44×106J |
1.932×107J |
(2)由v=
s |
t |
t=
s |
v |
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
1 |
15 |
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
W总总=0.42kg×4.6×1077J/kg≈1.932×1077J,
这台发动机在最大功率时的热机效率:
η=
W有 |
W总 |
4.44×106J |
1.932×107J |
(2)由v=
s |
t |
t=
s |
v |
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
W有 |
W总 |
4.44×106J |
1.932×107J |
(2)由v=
s |
t |
t=
s |
v |
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
4.44×106J |
1.932×107J |
(2)由v=
s |
t |
t=
s |
v |
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
s |
t |
t=
s |
v |
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
s |
v |
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
100km |
175km/h |
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
4 |
7 |
汽车每行使100km的耗油质量:m′=0.42kg/min×34.3min=14.406kg,
汽车每行使100km的耗油体积:
V′=
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
m′ |
ρ |
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
14.406kg |
0.71×103kg/m3 |
答:(1)这台发动机在最大功率时的热机效率为23%;
(2)发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,汽车每百公里油耗为20.29升.
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