如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，

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/11/05 15:00:18

如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，其主要技术指标如下表所示．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．

排量	2.0L
输出功率	120kW
转速	6000r/min

①该发动机在1s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=pv，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=______Pa（1L=10^-3m³）．

（4）如图为发动机在做功冲程中的示意图．下面给出了公式W=pv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=pV．

（1）在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；
（2）①∵P＝
W
t，
∴发动机在1s内做功：
W=Pt=120×10³W×1s=1.2×10⁵J，
∵四缸总排量为2.0L，
单缸排量：
v=
1
4×2.0L=0.5L，
②∵发动机在1s内做功1.2×10⁵J，
发动机有四个缸同时工作，
∴每个缸1s内做功：
W=
1
4×1.2×10⁵J=3×10⁴J，
又∵转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，
∴1s内做功50次，
每个做功冲程做功：
W′=
1
50×3×10⁴J=600J．
（3）∵W′=pv，v=0.5L=0.5×10^-3m³，
∴燃气对活塞的压强：
p＝
W′
v＝
600J
0.5×10−3m3＝1.2×106Pa；
（4）∵p＝
F
s，
∴活塞受到的压力：
F=ps，
∵在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量v=sl，
∴燃气对活塞所做的功：
W=Fl=psl=pv．
故答案为：（1）内，机械；
（2）①1.2×10⁵，0.5，②600；
（3）1.2×10⁶；
（4）ps，psl，sl．