教科版九年级上册第二章 改变世界的热机 专训1：热机的综合计算 （含答案）

专训1：热机的综合计算
1.由飞轮转动的圈数确定燃气做功的次数，这要求理解四冲程内燃机工作时，一个工作循环飞轮转两圈，而一个工作循环做功一次。因此，若飞轮转动的圈数为n，则燃气做功的次数为。
2．在热机的计算中，常综合考查固体压强计算公式、功率计算公式(或功率推导式)、功的计算公式和速度计算公式等。
热机做功的计算
1．某单缸四冲程内燃机，飞轮转速为300 r/min，活塞面积为120 cm2，活塞行程L是0.3 m，假如做功冲程中燃气的平均压强是5×105 Pa，则这台内燃机的功率是多少瓦？
2．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa，飞轮1 min转动1 800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：【导学号：15912026】
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力。
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
(3)汽油机的功率。
热机效率的计算
3．在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8 km，受到的阻力是3.0×103 N，消耗汽油1.2 kg(假设汽油完全燃烧)。汽油的热值为q＝4×107 J/kg，求：【导学号：15912027】
(1)在测试过程中，汽车牵引力所做的功W。
(2)该型号汽车的热机效率η。
4．(中考·北海)某渔船长71 m，宽11 m，高5.2 m，设计最大的吃水深度为4 m，采用额定功率为680 kW的发动机进行捕捞作业。【导学号：15912028】
(1)当渔船在海里达到了最大的吃水深度时，求船底离海面4 m深处受到的海水的压强为多大？(ρ海水＝1.0×103 kg/m3)
(2)渔船在岸上建造，为了便于在完工后推到海里，一小组同学讨论所用方法是：在船底适当的位置安装上钢轮，并铺设了通到海里的滑行通道。若渔船及所装物品的总重力为2.8×107 N，安装的全部钢轮与轨道的总接触面积为1.4 m2。求渔船在水平轨道上时对轨道的压强是多大？
(3)若船的柴油发动机正常工作时效率为30%，假设柴油完全燃烧，求发动机正常工作时每分钟要燃烧多少柴油？(计算结果保留1位小数，柴油的热值为4.3×107 J/kg)
全章高频考点专训答案
专训1
1．解：燃气对活塞的压力F＝pS＝5×105 Pa×120×10－4 m2＝
6 000 N，
燃气一个冲程所做的功W＝FL＝6 000 N×0.3 m＝1 800 J，
由于飞轮的转速为300 r/min，则内燃机每秒做功2.5次，每秒做的功W′＝2.5W＝2.5×1 800 J＝4 500 J，
内燃机功率P＝＝＝4 500 W。
2．解：(1)燃气对活塞的平均压力：
F＝pS＝9.0×105 Pa×30×10－4 m2＝2.7×103 N。
(2)燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.7×103 N×50×10－3 m＝135 J。
(3)1分钟内燃气对活塞做功的次数：n＝＝900(次)。
汽油机的功率：P＝＝＝2 025 W。
3．解：(1)因为汽车做匀速直线运动，所以F＝f＝3.0×103 N，W＝Fs＝3.0×103 N×4.8×103 m＝1.44×107 J。
(2)Q放＝qm＝4×107 J/kg×1.2 kg＝4.8×107 J，η＝＝＝30%。
4．解：(1)p1＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 m＝4×104 Pa；
(2)p2＝＝＝2×107 Pa；
(3)W＝Pt＝6.8×105 W×60 s＝4.08×107 J，
Q＝＝＝1.36×108 J，
m＝＝＝3.2 kg。