初三物理培优(三) 热机问题
一、【知识准备】
1、汽油机的四冲程是、、、
2、汽油机一个工作循环曲轴转周，飞轮也就旋转周，做功次。

二、【专题练习】
1．一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，汽缸的直径为95毫米，活塞冲程为127毫米，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛／厘米2，飞轮的转数是1200转／分，这台发动机的功率是多少瓦？
答案：活塞的面积
燃气对活塞的压力
F=pS=196×71N=1．39×104N
每个做功冲程内，燃气对活塞所做的功为
W1=Fl=1．39×104×0．127J=1764J
由于发动机有四个气缸，则曲轴每转一周内有两个气缸经历做功冲程，故每分钟内发动机内燃气做功的次数为
n=2×1200=2400
故得每分钟内燃气所做的总功为
W=nW1=2400×1764J=4．2336×lO6J
则此内燃机的功率为
P=W/t=4．2336×106/60W=7．056×104W
2、国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米，活塞冲程长55毫米，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58×105帕，飞轮的转速是1500转/分。

（1）求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；
（2）如果满负荷工作时每分钟消耗15克汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（汽油的燃烧值为4.6×107焦/千克）
答案: (1)在一个做功冲程中，燃气所做的功为
W1=pS·l=p·πd2/4·l
时间t=lmin内，飞轮转1500r，则共有750个做功冲程，则此汽油机满负荷工作时做功的功率为
(2)15g汽油燃烧释放的能量
Q=mq
=0．015×4．6×107J=6．9×105J汽油机lmin内所做的功
W=Pt=2200×60J=1．32×105J此汽油机把内能转化为机械能的效率是
(10复赛)六、小亮家有一辆家用轿
车，爸爸在给他说车的性能时，总
是说“2．0的排量”，却很少说“功
率”，为此小亮特地从网上查到了排
量的定义：活塞从上止点移动到下
止点所通过的空间容积称为汽缸排
量。

如果发动机有若干个气缸，所
有气缸工作容积之和称为发动机排
量。

从说明书上查到：小亮家的汽
车采用的是LFX直列四缸发动机，
排量为2．0L；从网上查找到了其
输出特性曲线（如图8所示）；小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为90km／h，此时发动机转速为2000r／min，平均行驶百公里油耗为9L；从物理书上查得汽油的热值为4．6×107J／kg，密度为0．71×103kg／m3
1．由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000--5000 r／min范围内，它的输出功率与转速大致有什么关系？
2．试通过公式推导出在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系。

3．这辆汽车以90km／h行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少？
（08复赛）六、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，他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气缸的工作容积，是指所有气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（即气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.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。