初三物理第18章知识点(初中物理热和能重点知识之6典题3)
典例: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95mm,活塞冲程为 127 mm,第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是 196 N/cm²,飞轮的转数是 1 200 转/分,这台发动机的功率是多少瓦?,接下来我们就来聊聊关于初三物理第18章知识点?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!
初三物理第18章知识点
典例: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95mm,活塞冲程为 127 mm,第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是 196 N/cm²,飞轮的转数是 1 200 转/分,这台发动机的功率是多少瓦?
分析:
1总析: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。
2细析:
2.1内燃机一个工作循环有4个冲程,飞轮、曲轴转动2周,活塞往复2次,做功1次。
2.2燃气对活塞的压力F=PS,
①题中已经告知P=196 N/cm²,也告知了汽缸的直径d=95mm,则活塞的面积S=πr²=π(d/2)²,
②此时最重点的一项工作是检查单位是否统一,若不统一,就需进行整合,因为压强的单位是N/cm²,而气缸直径是mm,㎝对应mm,不统一,就需进行换算,易知d=95mm=9.5㎝。否则就会出现计算错误和结果错误。
③F=PS=196 N/cm²x(9.5㎝/2)²
=1.39×10ⁿN(n=4)
2.3我们知道功W=Fs,其中F已经求出,而距离s就是活塞的冲程,即s=127mm,但是要谨记W=Fs中s的单位是标准单位m,故还需进行单位换算,即s=0.127m,
则W=Fs=1. 39×10ⁿ(n=4)× 0. 127 J
= 1 764 J
2.4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,故每分钟内发动机内燃气做功的次数为 n=2×1 200=2 400。这一点很重要。
3详解:活塞的面积 S=πr²
=3.14×(9.5 /2)²cm²≈71 cm²,
燃气对活塞的压力 F=pS
=196×71 N=1.39×10ⁿN(n=4),
每个做功冲程内,燃气对活塞所做的功为W1= F1s=1. 39×10ⁿ(n=4)× 0. 127 J
= 1 764 J.
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,故每分钟内发动机内燃气做功的次数为:
n=2×1 200=2 400,
故得每分钟内燃气所做的总功为
W=n W1=2 400×1 764 J
=4.233 6×10ⁿJ(n=6),
则此内燃机的功率为
P=W/t=4.233 6×10ⁿ(n=6)/60W
=7.056×10ⁿ(n=4) W.
小结:1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。
2四汽缸、四冲程的柴油机,曲轴每转半周(180°),做功一次,也可以看做曲轴每转一周,有两个气缸经历做功冲程。
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