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九年级物理解答题一般
题目
汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程,带动曲轴转动两圈.一台汽油机,活塞面积是50cm250cm^{2},活塞行程是25cm25cm,做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa8\times 10^{5}Pa,若飞轮的转速是2000r/min2000r/\min,热机效率为30%30\%,求:
(1)(1)做功冲程中,燃气对活塞的平均压力是多少牛?
(2)(2)做功冲程中,平均压力做多少功?
(3)(3)汽油机在1h1h内对外做多少次功?
(4)1h(4)1h要消耗多少kgkg汽油?(汽油的热值为4.6×107J/kg4.6\times 10^{7}J/kg,结果保留一位小数)
知识点:能量利用效率、功的计算II、燃料的热值、热机章节:第5章 热与能 / 5.5 热机

答案与解析

答案

(1)F=pS=8×105Pa×50×104m2=4000N8\times {10}^{5}Pa\times 50\times {10}^{-4}{m}^{2}=4000N

(2)做功冲程中,平均压力做的功W=Fs=4000N×25×W=Fs=4000N\times 25\times

102m=1000J{10}^{-2}m=1000J

(3)因飞轮的转速是2000r/min2000r/min

即飞轮1min转2000r,对外做功1000次,所以,1h

内汽油机对外做功60×1000=6000060\times 1000次=60000

(4)汽油机在1h内做的总功:W=60000×1000J=6×107J{W}_{}=60000\times 1000J=6\times {10}^{7}J

η=WQ\eta =\dfrac{W}{{Q}_{}}可得,汽油完全燃烧放出的总能量Q={Q}_{}=

Wn=6×107J30%=2×108J\dfrac {{W}_{总}}{n}=\dfrac {6\times {10}^{7}J}{30\% }=2\times {10}^{8}JQ=mq{Q}_{}=mq得,完全消耗

汽油的质量:m=Qq=2×107J4.6×107J/kg4.3kgm=\dfrac{Q}{q}=\dfrac{2\times {10}^{7}J}{4.6\times {10}^{7}J/kg}\approx 4.3kg

解析

(1)F=pS=8×105Pa×50×104m2=4000N8\times {10}^{5}Pa\times 50\times {10}^{-4}{m}^{2}=4000N

(2)做功冲程中,平均压力做的功W=Fs=4000N×25×W=Fs=4000N\times 25\times

102m=1000J{10}^{-2}m=1000J

(3)因飞轮的转速是2000r/min2000r/min

即飞轮1min转2000r,对外做功1000次,所以,1h

内汽油机对外做功60×1000=6000060\times 1000次=60000

(4)汽油机在1h内做的总功:W=60000×1000J=6×107J{W}_{}=60000\times 1000J=6\times {10}^{7}J

η=WQ\eta =\dfrac{W}{{Q}_{}}可得,汽油完全燃烧放出的总能量Q={Q}_{}=

Wn=6×107J30%=2×108J\dfrac {{W}_{总}}{n}=\dfrac {6\times {10}^{7}J}{30\% }=2\times {10}^{8}JQ=mq{Q}_{}=mq得,完全消耗

汽油的质量:m=Qq=2×107J4.6×107J/kg4.3kgm=\dfrac{Q}{q}=\dfrac{2\times {10}^{7}J}{4.6\times {10}^{7}J/kg}\approx 4.3kg

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