Question

目前，“節(jié)能減排”已引起全球的關(guān)注．如何減少能耗，提高汽車發(fā)動機的效率越來越受到人們的重視，
（1）大多數(shù)家用汽車的發(fā)動機均為汽油機，它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成機械能，再通過傳動機構(gòu)將動力傳給車輪使汽車行駛．請你將圖中汽油機工作時的能流圖補充完整．

（2）發(fā)動機的效率是汽車的經(jīng)濟性能指標之一．廠家提供的某汽車出廠的部分參數(shù)如下；
①測試數(shù)據(jù)：汽車在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛時，百公里耗油量為V₀（L），發(fā)動機輸出功率為P₀（kW）；
②使用燃料：93#汽油[熱值為q₀（J/kg）、密度為ρ_o（kg/m³）]．
請用以上參數(shù)推算出在測試條件下，該汽車發(fā)動機的效率．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，需要掌握熱機的各種能量損失：克服機械摩擦消耗的能量、機械散熱損失、廢氣帶走的熱量．
（2）要解決此題需要掌握熱機效率的概念：熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比．其中首先根據(jù)公式W=Pt計算出發(fā)動機做的功，即有用功；根據(jù)公式m=ρV計算出汽油的質(zhì)量，然后根據(jù)公式Q=mq計算出燃料完全燃燒放出的能量，最后根據(jù)公式η=

W

Q

計算熱機的效率．

解答：解：（1）燃料燃燒放出的熱量，一部分要克服機械摩擦，一部分由氣缸直接向外散熱，大部分由廢氣帶走，剩余的是用來做有用功的能量．
故答案為：克服摩擦耗能；廢氣帶走熱量．
（2）v=90km/h=25m/s
在一百公里內(nèi)發(fā)動機做的功為：W=Pt=P×

s

v

=P0×1000×

100×1000

25

=4×106P0
所用汽油的質(zhì)量為：m=ρV=ρ₀×V₀×10^-3=

ρ0V0

1000

Q=mq=

ρ0V0

1000

×q0=

ρ0V0q0

1000

η=

W

Q

=

4×106P0

ρ0V0q0 1000

=

4×109P0

ρ0V0q0

Pt

mq

=

P s v

mq

=

Ps

ρVqv

=

P0×103× 100×103

ρ0V0×103×q0×90× 1000 3600

=

4×109P0

ρ0 V0q0

答：該熱機的效率為

4×109P0

ρ0V0q0

．

點評：此題主要考查了熱機效率的概念及熱機工作過程中熱量的走向．通過給出有關(guān)數(shù)據(jù)及信息考查了學(xué)生對熱機效率的理解．