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13. 图(a)是四缸发动机的示意图。内燃机通过连杆将四个汽缸的活塞连接在同一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程相互错开，飞轮每转动半周，就有一个汽缸处于做功冲程，其他三个汽缸分别进行吸气、压缩和排气工作。
(1) 发动机在做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动并对外做功，同时将能转化为能。
(2) 一台四缸发动机的主要技术指标如右表所列。其中，排量为四个汽缸工作容积的总和；汽缸工作容积指活塞从上止点运动到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，其大小取决于活塞面积和活塞上下运动的距离（既冲程长度），如图(b)所示。转速指曲轴（或飞轮）每分钟转动的周数。
① 该发动机1 s内做功J，单缸排量V=L。
② 在每个做功冲程中，发动机做功W=J。
(3) 做功冲程中，燃气对活塞所做的功可表示为$W=pV$，式中$p$为燃气对活塞的压强，则$p=$Pa。($1\ \mathrm{L}=10^{-3}\ \mathrm{m}^3$)
(1) 发动机在做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动并对外做功，同时将能转化为能。
(2) 一台四缸发动机的主要技术指标如右表所列。其中，排量为四个汽缸工作容积的总和；汽缸工作容积指活塞从上止点运动到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，其大小取决于活塞面积和活塞上下运动的距离（既冲程长度），如图(b)所示。转速指曲轴（或飞轮）每分钟转动的周数。
① 该发动机1 s内做功J，单缸排量V=L。
② 在每个做功冲程中，发动机做功W=J。
(3) 做功冲程中，燃气对活塞所做的功可表示为$W=pV$，式中$p$为燃气对活塞的压强，则$p=$Pa。($1\ \mathrm{L}=10^{-3}\ \mathrm{m}^3$)
答案
(1) 内；机械
(2) ① $1.2×10^5$；0.5 ② 600
(3) $1.2×10^6$
(2) ① $1.2×10^5$；0.5 ② 600
(3) $1.2×10^6$
解析
解：
(1) 做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。
(2) ① 已知发动机输出功率$P=120\ \mathrm{kW}=1.2×10^5\ \mathrm{W}$，1 s内发动机做功：
$W_{\mathrm{总}}=Pt=1.2×10^5\ \mathrm{W}×1\ \mathrm{s}=1.2×10^5\ \mathrm{J}$
总排量为2.0 L，共4个汽缸，单缸排量：
$V=\frac{2.0\ \mathrm{L}}{4}=0.5\ \mathrm{L}$
② 飞轮转速为$6000\ \mathrm{r/min}=100\ \mathrm{r/s}$，由题意飞轮每转动半周就有一个汽缸处于做功冲程，因此1 s内总共有$100×2=200$个做功冲程，每个做功冲程发动机做功：
$W=\frac{W_{\mathrm{总}}}{200}=\frac{1.2×10^5\ \mathrm{J}}{200}=600\ \mathrm{J}$
(3) 单缸排量$V=0.5\ \mathrm{L}=0.5×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，由$W=pV$得燃气对活塞的压强：
$p=\frac{W}{V}=\frac{600\ \mathrm{J}}{0.5×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=1.2×10^6\ \mathrm{Pa}$
(1) 做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。
(2) ① 已知发动机输出功率$P=120\ \mathrm{kW}=1.2×10^5\ \mathrm{W}$，1 s内发动机做功：
$W_{\mathrm{总}}=Pt=1.2×10^5\ \mathrm{W}×1\ \mathrm{s}=1.2×10^5\ \mathrm{J}$
总排量为2.0 L，共4个汽缸，单缸排量：
$V=\frac{2.0\ \mathrm{L}}{4}=0.5\ \mathrm{L}$
② 飞轮转速为$6000\ \mathrm{r/min}=100\ \mathrm{r/s}$，由题意飞轮每转动半周就有一个汽缸处于做功冲程，因此1 s内总共有$100×2=200$个做功冲程，每个做功冲程发动机做功：
$W=\frac{W_{\mathrm{总}}}{200}=\frac{1.2×10^5\ \mathrm{J}}{200}=600\ \mathrm{J}$
(3) 单缸排量$V=0.5\ \mathrm{L}=0.5×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，由$W=pV$得燃气对活塞的压强：
$p=\frac{W}{V}=\frac{600\ \mathrm{J}}{0.5×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=1.2×10^6\ \mathrm{Pa}$
