Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

汽油機

單缸四沖程汽油機工作原理：汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程中被吸入汽缸，混合氣經(jīng)壓縮點火燃燒而產(chǎn)生內(nèi)能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動活塞作往復直線運動，通過連桿、曲軸飛輪機構(gòu)對外輸出機械能。四沖程汽油機一個工作循環(huán)在包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

科學家在四沖程發(fā)動機的基礎(chǔ)上發(fā)明了“六沖程引擎”發(fā)動機。這種引擎在完成四沖程工作后，會把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動活塞運動，產(chǎn)生第五沖程，為汽車提供動力。第六沖程是讓水蒸氣進入冷凝器，變成可再次注入汽缸的水。“六沖程引擎”發(fā)動機的優(yōu)點是環(huán)保、效率高。

工程師還制造了四缸四沖程汽油機。制造時通過連桿把四個四沖程汽油機的活塞連在一根曲軸上如圖所示。四缸四沖程汽油機分為兩種：一種是同步汽油機，一種是異步汽油機。同步汽油機，四個汽缸在同一時間都是做的相同工作：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。異步汽油機，各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別做吸氣、壓縮和排氣工作。

Q195型汽油機的部分技術(shù)規(guī)格如下表所示

其中，“額定功率”是指汽油機正常工作時對外所做機械功的功率；“單缸排量”是活塞從上止點到下止點所掃過的容積。“燃氣氣壓”是指汽油機在做功沖程中燃氣對活塞的平均壓強。

（1）汽油機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣推動活塞向下運動，對外做功，同時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_____能。

（2）“六沖程引擎”，中第五沖程相當于四沖程熱機的________。

（3）有關(guān)四缸四沖程同步汽油機和異步汽油機說法正確的是_____

A. 四缸四沖程同步汽油機，飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功

B. 四缸四沖程異步汽油機，四個汽缸在同一時間都是做的相同工作

C. 若每個汽缸做功功率相同，同步汽油機的平均功率大于異步汽油機平均功率

D. 異步機各汽缸的做功沖程錯開，機械能輸出更平穩(wěn)

（4）在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為W=pV，式中p表示燃氣對活塞的平均壓強，則單缸Q195型汽油機的額定功率________W（不考慮機械能的損失）。

Answer 1

【答案】機械 做功 D 5×104

【解析】

(1)汽油機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣膨脹對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；（2）“這種引擎在完成四沖程工作后，會把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動活塞運動，產(chǎn)生第五沖程，為汽車提供動力”，分析可知，第五沖程對外做功，相當于四沖程熱機的做功沖程。（3）根據(jù)“同步汽油機，四個汽缸在同一時間都是做的相同工作：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。”四缸四沖程同步汽油機，飛輪轉(zhuǎn)動的每兩周做功一次，故A錯誤；異步汽油機，各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別做吸氣、壓縮和排氣工作，故B選項錯誤；若每個汽缸做功功率相同，相同時間內(nèi)同步汽油機的平均功率應等于異步汽油機平均功率，故C選項錯誤；異步機各汽缸的做功沖程錯開，始終保持對外做功，所以其機械能輸出更平穩(wěn)，故D選項正確。（4）結(jié)合表格數(shù)據(jù)由W=pV可得，單缸Q195型汽油機一次做的功：W＝pV＝5×106Pa×0.5×103m3＝2.5×103J，又因為轉(zhuǎn)速為2400R/min＝40R/s，四沖程內(nèi)燃機飛輪每轉(zhuǎn)兩周、做功一次，所以1s內(nèi)做功20次，則單缸Q195型汽油機的額定功率：P＝＝5×104W.