(2010全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小亮家有一辆家用轿车,爸爸在给他说车的*能时,总是说“2.0的排量”...
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(2010全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小亮家有一辆家用轿车,爸爸在给他说车的*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*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*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?
【回答】
解析:(1).由这台发动机输出特*曲线可以看出在发动机转速为1000~5000r/min范围内,它的输出功率与转速大致成正比。
(2).设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V排,
做功冲程燃气对一个活塞的平均压力F= p0S,
每个做功冲程燃气对一个活塞做的功W0=FL= p0SL= p0V排/4
发动机转速为n时燃气对活塞做功的功率P=W/t=2n·p0V排/4= np0V排/2
所以,在发动机转速为n,做功冲程气缸平均压强p0大致相同时,燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。
(3). 由这台发动机输出特*曲线可知,发动机转速n=200r/min时,其输出功率约为37kW。
η=×100%=×100%=×100%=×100%=50.4%。
由P= np0V排/2可得p0==1.11×106Pa。
知识点:物理竞赛
题型:计算题
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