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智浪教育—普惠英才文库 初三物理部分之——热机问题 典型例题 1：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。 求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）； 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） 提示：由气缸直径可以求得活塞面积，由做功冲程燃气的压强可得燃气作用在活塞上的压力，又已知活塞冲程长度，便可求得每个做功冲程燃气所做的功，进而根据飞轮的转速，则可求得此汽油机做功的功率． 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 w750 w P ??1 ? 750? pld 2 t 4t =2200w (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 燃气热水器效率问题 典型例题 2：下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS 系列家用燃气热水器的参数，其中各物理量的单位用的是国际通用的符号，说明如下： Pa 一帕斯卡mmH2O;毫米水柱J;焦耳h;小时 M3;立方米l;升，即分米 3 kgf;千克力，即质量为 1 千克的物体所受的重力min;分（时间单位） 单位前面的字母M 表示系数 106，字母H 表示系数 102 分别计算燃烧 1 米 3 液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量（单位：焦耳）。 王秋生同学说，热水产率一栏中，5、3、2 后面的符号印得不清楚，好像是数字“l”， 但在“／min”的前面又丢掉了什么，请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单 位 。 3．“热效率”一栏给的是参考值；“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升 25℃和 55℃时的热效率，并解释这两种情况下热效率不同的原因。 智浪教育—普惠英才文库 解：1．查表可知：燃气热水器额定热负荷为37×106J／h。 石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量分别是0.368×102m3／h、1.964×102m3/h 和 1.04×102m3／h。 因此，石油液化气： 人工煤气： 天然气： 以温升 40℃为例，根据表中其他参数计算热产生率。设每分钟热水产生率为m，则水在 1 分钟内吸收的热量可表示为Q 收=cm△t=4.2×103m△t(J)。 又根据表中所给参数，按热水率 80%计算时，燃气在 1 分钟内放出的能被水吸收的热量： 智浪教育—普惠英才文库 ∵Q 吸=Q 放 即 4.2×10m△t=Q 放 由此判断：3 和“／min”之间的符号如果是代表质量，它的意义应该是千克（符号kg）， 考虑到 1 千克水的体积是 1 升，所以，这个符号一定是字母 L 的小写“l”，而不是数字“1”。因此正确的数字和单位是 3 升／分（3L／min）。分析温升 25℃和 55℃两种情况可以印证这个结论。 由关系式 Q 放=cm△t 和热水产生率表可知升温 25℃时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量： 同理，升温 55℃时水吸收的热量： Q 吸=4.2×103×2×55=4.62×105(J) 燃气每分钟放出的热量： Q 放=6.17×105J 答：升温25℃和 55℃时的热效率分别是 85%和 75%；因为温升较高时，热量损失多，所以热效率较低。 典型例题 3：．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？ 提示：柴油机和汽油机一样，需连续经历四个冲程才完成一次做功的循环，即在连续的四个冲程中，只有一个冲程是做功的，且在此四个冲程中，曲轴旋转两周，即飞轮也就旋转两周．本题中，由飞轮的转数可以求出单位时间内做功冲程的次数，再求出每个做功冲程燃气所做的功，便可求出其功率了． 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 智浪教育—普惠英才文库