一道物理题，请解释一下

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解决时间 2021-05-07 10:34

1、图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。

（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将能转化为能。

（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。

①该发动机在1 s内做功 J，单缸排量V = L。

②在每个做功冲程里，发动机做功W = J。

（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W = p V，式中 p表示燃气对活塞的压强，则 p= Pa。（1 L=10-3 m3）

（4）图18为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W = p V的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：

设活塞的面积为 S，冲程长为 l，燃气对活塞的压强为 p，则燃气对活塞的压力F= ，燃气对活塞所做的功W= ，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V= ，故 W= p V。

最佳答案

（1）将内能转化为机械能。

①该发动机在1 s内做功120000 J，单缸排量V = 20L。

W=Pt=120000w*1s=120000J

V=20L

②在每个做功冲程里，发动机做功W = 2400J。

转速	6 000 r/min

，即1min转6000转，每2转做功1次，则1min(60s)做功3000次，1s做功50次

所以每1次做功=120000J/50=2400J

（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W = p V，式中 p表示燃气对活塞的压强，则 p= 120000Pa。（1 L=10-3 m3）

P=W/V=2400J/0.02m³=120000Pa

（4）图18为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W = p V的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：

设活塞的面积为 S，冲程长为 l，燃气对活塞的压强为 p，则燃气对活塞的压力F=PS ，燃气对活塞所做的功W= PSl，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=Sl ，故 W= p V。

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