(2010全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的*能时，总是说“2．0的排量”...

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(2010全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的*能时，总是说“2．0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了其输出特*曲线（如图8所示）；小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为90km／h，此时发动机转速为2000r/min，平均行驶百公里油耗为9L；从物理书上查得汽油的热值为4．6×107J/kg，密度为0．71×103kg/m3

（1）．由这台发动机输出特*曲线可以看出，在发动机转速为1000~5000 r/min范围内，它的输出功率与转速大致有什么关系？

（2）．试通过公式推导出在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系。

（3）．这辆汽车以90km／h行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少？

【回答】

解析：（1）.由这台发动机输出特*曲线可以看出在发动机转速为1000~5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比。

（2）.设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，

做功冲程燃气对一个活塞的平均压力F= p0S，

每个做功冲程燃气对一个活塞做的功W0=FL= p0SL= p0V排/4

发动机转速为n时燃气对活塞做功的功率P=W/t=2n·p0V排/4= np0V排/2

所以，在发动机转速为n，做功冲程气缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。

（3）. 由这台发动机输出特*曲线可知，发动机转速n=200r/min时，其输出功率约为37kW。

η=×100%=×100%=×100%=×100%=50.4%。

由P= np0V排/2可得p0==1.11×106Pa。

知识点：物理竞赛

题型：计算题