当前课程知识点：大学物理1 (力学、热学) > 期末考试 > 期末考试--期末考试Part3 > 11.3 汽油机
同学好
这一节我们简单讨论一下
汽油机的这个工作原理
汽油机呢 也是一类热机对吧
它的工作原理呢
我们可以简化成 这样的一个过程
这是一个气缸
那么这里面这个气体呢推动这个活塞
活塞外边呢连接一些机器
那让机器运转对吧
那么一开始啊 我们在气缸里面呢
放入少量的汽油和空气
然后把它压缩 这是第一步
第二步呢 我们把这个压缩的这个空气
和汽油的这个混合物点燃
点燃它不是发生爆炸吗
爆炸的话它这里面的压强呢就陡然增加
下一步呢压强因为很大
所以它就会推动这个活塞做功对吧
就是这样
做功以后呢
我们就想办法把这里面这个废气啊就给排掉
然后换气
然后再和这个少量的汽油混合
以后呢再重新把它压缩
这不就形成了一个循环过程了吗
那么这些这个过程啊
我当然是可以啊 设想一个比较接近实际的
准静态循环过程
在P-V图上给它表现出来
怎么表现呢
我们这样近似刚才的那些过程
一开始 不是把这个少量的汽油和空气
混合在一起压缩吗
因为压缩过程呢比较快
它来不及和周围交换热量
所以你可以认为它是一个绝热过程
绝热压缩
然后它现在点火发生爆炸
爆炸是一瞬间完成的
这个过程呢
这个气缸来不及发生体积变化
你可以近似认为它的体积不变
但是呢压强呢急剧升高
然后升高以后的这个高压气体啊
迅速地推动这个活塞做功
当然这个过程也很快啊
所以你可以认为这是绝热膨胀过程
然后做功结束
你这里面的气体呢就给它排掉
换掉 换新鲜空气进来
再把这个少量的汽油混进来
重新压缩
重新开始这一段啊新的循环
如果我们要计算汽油机的这个效率的话
当然你要计算在这个循环过程中
它所吸的热和放的热
那么这部分我们怎么考虑呢
因为绝热过程它是跟这个外界没有热交换的
所以吸热放热肯定发生在
这两个等容的这个过程当中
那气体爆炸的这个过程啊
我们可以近似认为爆炸产生热量
我们说它是吸热了
那么这个排气换气这个过程呢
你可以近似 它是对外放热的啊
这两个过程吸热和放热怎么计算呢
因为这是等容过程
我们很容易利用定容热容量来计算吸的热
以及放的热 对吧
把这两个量呢
代入到这个计算效率的这个公式里面
我们就得出了这个结果
那么考虑到c到d a到b都是一个绝热过程
而且是准静态过程
我们可以利用准静态绝热过程方程
把这几个点呢连接在一起
利用这两个准静态绝热方程呢
我们很容易可以把这个式子 表示出来
就是这个
代入到刚才这个效率公式里面
我们就可以发现汽油机的这个效率啊
和体积压缩比有关
跟这个卡诺热机效率不一样
卡诺热机效率
只是跟两个恒温热库的温度比有关对吧
那么一般情况下
假如说你这个压缩比是7倍的话
那么空气在常温下它这个比热容比是1.4啊
代入这个式子里面 你就可以得出来
它的这个效率啊是55％
可是实际这个汽油机的效率
就是汽车发动机的效率啊只有25％
那原因呢你可以分析
你比如说在这个过程当中
它可能不是准静态过程
这个过程当中可能还有损耗等等原因
好 这一节内容就讲到这儿 谢谢
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