天津生产的316型单缸四冲程汽油机的气缸直径为Dmm,活塞冲程长Lmm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p°,飞轮的转速是Nrevs/min.
(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M克的汽油,这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?(汽油的热值为qJ/kg)
(1)气缸的面积S=
=πD2 4
,π×(D×10-3m)2 4
∵p=
,F S
∴压力F=pS=p0×
,π×(D×10-3m)2 4
做一次功:W=Fs=p0×
×L×10-3J,π×(D×10-3m)2 4
一分钟内飞轮转动的圈数为N,做功的次数为
N,1 2
所以一分钟内做的总功:W总=
N×p0×1 2
×L×10-3J,π×(D×10-3m)2 4
做功的功率:P=
=W总 t
=
N×p0×π×D2×L×10-9J1 8 60s
×N×p0×π×D2×L×10-9W.1 480
(2)每分钟消耗M克的汽油放出的热量:Q=M×10-3kg×qJ/kg=Mq×10-3J,
汽油机的效率:η=
×100%=W有用 Q
×100%=
×N×p0×π×D2×L×10-9J1 8 Mq×10-3J
×100%.N×p0×π×D2×L×10-6 8Mq
答:(1)汽油机满负荷工作时做功的功率为
×N×p0×π×D2×L×10-9W;1 480
(2)这种汽油机把内能转化为机械能的效率是
×100%.N×p0×π×D2×L×10-6 8Mq