魯彬

我們?cè)诼愤^街邊的加油站時(shí)，常常會(huì)看見給汽車加油的機(jī)器上寫著93號(hào)、97號(hào)（93#、97#）等不同的號(hào)碼。同樣都是汽油，為什么要分這么多種類型呢？這些號(hào)碼究竟表示什么？難道說這些號(hào)碼代表了汽油的“考試成績(jī)”，說明97號(hào)汽油比93號(hào)汽油質(zhì)量更好呢？想知道這些不同的號(hào)碼（即“汽油標(biāo)號(hào)”）所代表的意義嗎？請(qǐng)同學(xué)們請(qǐng)接著往下看。

汽油是如何誕生的

想要知道汽油是如何誕生的，得先從汽油的來源——石油開始說起。石油是一種混合物，由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等組成，簡(jiǎn)單說就是各種高分子化合物的混合物，從幾個(gè)碳原子的結(jié)構(gòu)分子，到十幾個(gè)碳原子的結(jié)構(gòu)分子，都能在石油里找到。

石油可全身都是寶，經(jīng)過分餾等工藝處理后，可以加工出很多種產(chǎn)品，如汽油、煤油、柴油、瀝青、石蠟、塑料等，五花八門。從原油（未經(jīng)加工處理的石油）中經(jīng)過蒸餾后得到餾程（即沸點(diǎn)）50℃—200℃的餾分，再將餾分經(jīng)過其他工藝加工精制，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后出廠的產(chǎn)品就是汽油。

什么是蒸餾？它是利用混合液體或液-固體系中各組分沸點(diǎn)不同，使低沸點(diǎn)組分蒸發(fā)后再冷凝以分離整個(gè)組分的單元操作過程。簡(jiǎn)單來說，就像在家里燒水、燉菜時(shí)，蓋上鍋蓋后，水蒸氣跑到鍋蓋上凝結(jié)成水滴，這個(gè)過程就叫蒸餾。對(duì)于石油來說，蒸餾出來的是油蒸汽而不是我們常見的水蒸氣。

除了通過直接蒸餾獲得汽油餾分，還有催化裂化汽油、催化重整汽油等方法。我國(guó)生產(chǎn)汽油主要是通過催化裂化汽油的方法。在通過重重生產(chǎn)工藝得到汽油餾分后，再對(duì)汽油餾分進(jìn)行一些加工，如增加穩(wěn)定性、調(diào)整比例等，直到各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)了，才能夠出廠并運(yùn)輸?shù)郊佑驼尽?/p>

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

簡(jiǎn)單來說，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理總共分為四步：

第一步，進(jìn)氣閥打開，空氣和汽油的混合氣進(jìn)入氣缸，如圖中的甲狀態(tài);

第二步，進(jìn)氣閥關(guān)閉，活塞壓縮氣缸內(nèi)混合氣，如圖中的乙狀態(tài);

第三步，火花塞點(diǎn)火，將被壓縮的混合氣燃燒，所產(chǎn)生的大量能量將活塞推下去做功，帶動(dòng)其他部件讓汽車行駛，氣缸進(jìn)入圖中的丙狀態(tài);

第四步，排氣閥打開，活塞將燃燒后的氣體排出，氣缸進(jìn)入圖中的丁狀態(tài)。

·牛刀小試·

如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱（即與外界不發(fā)生熱交換）容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞。今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與器壁間的摩擦力，則被密封的氣體（ ? ）

A.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小

B.溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小

C.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加

D.溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加

答案與解析：壓力F對(duì)氣體做正功，氣體與外界不進(jìn)行熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知，氣體的內(nèi)能增加;因?yàn)槔硐霘怏w不計(jì)氣體分子的勢(shì)能，所以可以得到氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的溫度升高;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV= nRT可知，氣體的體積V減小，氣體的溫度T升高，可得到氣體的壓強(qiáng)P增大，故C項(xiàng)正確。

汽油標(biāo)號(hào)大揭秘

在正式揭開汽油標(biāo)號(hào)的神秘面紗之前，我們先要了解“辛烷值”這一概念。辛烷，按字面意思理解，甲乙丙丁戊己庚辛，甲烷是CH4，辛烷就是C8H18。辛烷值是一個(gè)人為規(guī)定的數(shù)值，在標(biāo)準(zhǔn)燃料油中異辛烷抗爆性最好，把它的辛烷值定為100;正庚烷抗爆性最差，則它的辛烷值是0。

需要注意的是，我們所說的辛烷值是在標(biāo)準(zhǔn)燃料中規(guī)定的，而汽油并不是標(biāo)準(zhǔn)燃料，我們又該如何計(jì)算呢？汽油辛烷值的測(cè)定是按標(biāo)準(zhǔn)條件，在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)單缸汽油機(jī)上用對(duì)比法進(jìn)行的。通過調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例，使標(biāo)準(zhǔn)燃料產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度（下文我們還會(huì)提到）與樣品相同，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)就是樣品的辛烷值。

簡(jiǎn)而言之，爆震強(qiáng)度與體積比為異辛烷93%、正庚烷7%的標(biāo)準(zhǔn)燃料爆震強(qiáng)度相同的混合燃料，我們稱之為93號(hào)汽油。同理，爆震強(qiáng)度與體積比為異辛烷97%、正庚烷3%的標(biāo)準(zhǔn)燃料爆震強(qiáng)度相同的混合燃料，我們稱之為97號(hào)汽油。

·小知識(shí)·

其實(shí)，汽油之間質(zhì)量的差別并不由標(biāo)號(hào)決定，而是由第四、第五、第六階段國(guó)家機(jī)動(dòng)車大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱“國(guó)四”“國(guó)五”“國(guó)六”）決定。“國(guó)四”“國(guó)五”“國(guó)六”主要反映了燃油的環(huán)保指標(biāo)，如燃油中硫含量等。93號(hào)、97號(hào)汽油執(zhí)行的是“國(guó)四”標(biāo)準(zhǔn)，而它們的“同胞弟弟”，即92號(hào)、95號(hào)汽油執(zhí)行的是“國(guó)五”或“國(guó)六”標(biāo)準(zhǔn)，可以讓汽車排出的尾氣更環(huán)保，減少PM2.5的排放，更好地保護(hù)我們賴以生存的綠色家園。

汽油“稱兄弟”，標(biāo)號(hào)需分清

發(fā)動(dòng)機(jī)有一項(xiàng)和汽油標(biāo)號(hào)有關(guān)的十分重要的指標(biāo)——空氣壓縮比（以下簡(jiǎn)稱“壓縮比”），表示氣缸活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)氣體被壓縮的程度。擁有更高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)，能把更多的汽油和空氣進(jìn)行壓縮，燃燒產(chǎn)生的能量也更大，就好比是拉滿的弓，所釋放的能量和沖擊力要更強(qiáng)。

但是，壓縮比并不是越高越好，也不能無限制地提高。首先，太高的壓縮比會(huì)使得混合氣體在高壓下液化，無法瞬間完全燃燒，而高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)使用低標(biāo)號(hào)汽油的結(jié)果，就是會(huì)產(chǎn)生不正常燃燒的爆震。所以，高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)需要使用抗爆性更好的汽油，即辛烷值更高的97號(hào)汽油。各個(gè)汽車廠商，甚至同一個(gè)廠商的不同車型之間，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比都是不一樣的，所以不同車輛使用的汽油標(biāo)號(hào)也是不一樣的。

那么反過來，低壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)使用高標(biāo)號(hào)的汽油會(huì)怎么樣呢？打個(gè)比方，在正常情況下0.2秒應(yīng)該燃燒完的93號(hào)汽油，因?yàn)榧渝e(cuò)為97號(hào)汽油，0.2秒只燃燒了其中的9/10，還剩下1/10燃燒不充分的物質(zhì)被留在了燃燒室里，與其他雜質(zhì)混合后變成了膠質(zhì)，久而久之越積越多，最后變成了積碳，就像廚房的抽油煙機(jī)里的油垢一樣，不但會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，甚至?xí)?duì)車輛造成嚴(yán)重?fù)p壞。