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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,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V L,最大功率为P kW,当该发动机以最大功率工作时间为tmin 时,曲轴的转速为n r/min。汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为k:1,若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为ρ kg/m3, 汽油的热值为q J/kg。请计算:这台发动机在最大功率时的热机效率。
【回答】
×100%。
【解析】
这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功:
W有=P×103W×60s=6P×104J,
热机每个工作循环曲轴转两圈,在1min内转动nr,吸入汽油和空气的混合气次,
汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)k:1,
汽油占其中的,
1min内发动机消耗汽油的质量为:
m=ρV=ρkg/m3×V×10-3m3××=×10-3kg,
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
W总=×10-3kg×qJ/kg=×10-3J,
这台发动机在最大功率时的热机效率:
。
答:这台发动机在最大功率时的热机效率为×100%。
知识点:热机单元测试
题型:计算题
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