汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率

Question

汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈．一台汽油机，活塞面积是50cm²，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×10⁵Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为30%，求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做多少功？
（3）汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

（1）由p=(F)/(S)可得，燃气对活塞的平均压力：
F=pS=8×10⁵Pa×50×10^-4m²=4000N；
（2）做功冲程中，平均压力做的功：
W=Fs=4000N×25×10^-2m=1000J；
（3）因飞轮的转速是2000r/min，即飞轮1min转2000r，对外做功1000次，
所以，1小时内汽油机对外做功60×1000=60000次，
汽油机在1小时内做的总功：
W_总=60000×1000J=6×10⁷J，
由η=(W)/(Q放)可得，汽油完全燃烧放出的总能量：
Q_放=(W总)/(η)=(6×107J)/(30%)=2×10⁸J，
由Q_放=mq得，完全燃烧汽油的质量：
m=(Q放)/(q)=(2×108J)/(4.6×107J/kg)≈4.35kg．
答：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4000N；
（2）做功冲程中，平均压力做了1000J的功；
（3）汽油机在1小时内要消耗4.35kg的汽油．