例题:
假设有一台单缸四冲程汽油机,它的飞轮转速是1800r/min,该汽油机每秒钟内完成多少个工作循环?对外做了多少次功?
解答:
已知飞轮转速为:1800r/min = 30r/s,
因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功一次,所以汽油机的每秒钟内完成的冲程个数为:$30 \div 2 = 15$个,即$75$个工作循环;
又因为完成一个工作循环,需要完成四个冲程,做功一次,所以汽油机每秒钟内对外做功的次数为:$75 \div 4 = 18$次。
例题分析:
本题主要考查了热机的效率的计算,需要掌握热机的效率:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。效率高说明比值大。
练习题:
某单缸四冲程汽油机的曲轴转速是600r/min,则下列说法中正确的是( )
A. 一秒内对外做功15次
B. 一秒内活塞往复运动15次
C. 一个工作循环对外做功15次
D. 一个工作循环消耗15ml汽油
解答:
由题可知,飞轮转速是600r/min=10r/s,表示每秒飞轮转动10圈,完成5个工作循环,对外做功5次。故选项A错误,C正确。
B选项错误,因为活塞在往复运动两次才完成一个工作循环,故B错误。
D选项错误,因为题目中没有给出汽油机的具体参数,无法计算消耗汽油的体积。
例题分析:
本题主要考查了热机的效率的计算和汽油机的工作过程。需要掌握热机的效率:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。效率高说明比值大。同时要熟悉汽油机的工作过程。
练习应用:通过本题的练习,可以加深对热机效率的理解,同时熟悉汽油机的工作过程。
例题:初三物理课上,老师向同学们展示了热机的效率问题。小明同学对热机效率进行了深入思考,并提出了以下问题:
已知一台热机在某段时间内消耗了燃料m千克,产生了热量Q焦耳。请问这台热机的效率是多少?
根据热机效率的定义,我们可以列出如下公式:
热机效率 = 产生的有效热量 / 燃料燃烧释放的总热量
假设这台热机的效率为η,则有:
η = (Q / m × 3.0 × 10^7 J/kg) × 100%
其中,3.0 × 10^7 J/kg是热量的单位换算。
通过这个例题,同学们可以深入理解热机效率的概念,并学会如何计算热机的效率。同时,他们还可以尝试解决一些实际问题,例如如何提高热机的效率等。
例题:
假设有一台热机,其燃料完全燃烧放出的热量为Q_{放},用来做有用功的能量为Q_{有},则热机的效率为η = \frac{Q_{有}}{Q_{放}} × 100\% 。
现在有一台热机的效率为40\% ,已知其消耗了1kg汽油,求它对外做了多少有用功?
解:
已知汽油的热值为q,汽油的质量为m_{汽油},热机的效率为\eta = 40\% ,则对外做的有用功为:
W_{有} = Q_{放} × \eta = m_{汽油}q × 40\%
又因为Q_{放} = m_{汽油}q,所以W_{有} = \frac{m_{汽油}q × 40\%}{q} = \frac{m_{汽油} × 40\%}{1}
所以,这台热机消耗了1kg汽油后,对外做的有用功为:W_{有} = \frac{m_{汽油} × 40\%}{1}J。
常见问题:
1. 热机的效率与哪些因素有关?
答:热机的效率与燃料种类、燃烧情况、散热情况、机器的摩擦等有关。
2. 如何提高热机的效率?
答:可以通过改进燃烧室结构、减小摩擦、减少散热等方式来提高热机的效率。同时,选择合适的燃料也是提高热机效率的重要手段。
