Question

12．小明家買(mǎi)了一輛以汽油為燃料的小汽車(chē)．經(jīng)查閱資料，小明了解到以下信息：“該車(chē)如以80km/h的速度勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為800N，一百公里油耗：8升/100km”（提示：8升/100km是指汽車(chē)行駛100km，需要消耗8升汽油．）已知：汽油密度ρ=0.7g/cm³，汽油熱值q=4.6×10⁷J/kg．求：
（1）汽油燃燒時(shí)的能量轉(zhuǎn)化是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，汽油機(jī)在做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）完全燃燒8升汽油所放出的熱量是多少J？（保留2位小數(shù)）
（3）該車(chē)以80km/h的速度勻速行駛時(shí)，它的發(fā)動(dòng)機(jī)效率是多少？

Answer 1

分析 （1）燃料燃燒，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，供人們使用；
在內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中做功沖程對(duì)外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；壓縮沖程壓縮氣體的過(guò)程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能；
（2）已知汽油的體積，利用密度公式變形可求得其質(zhì)量；根據(jù)汽油的質(zhì)量，利用Q=mq可求得完全燃燒8L汽油所放出的熱量；
（3）設(shè)小汽車(chē)勻速行駛100km，根據(jù)W=Fs可求得牽引力做功，然后利用η=$\frac{W}{Q}$可求得它的發(fā)動(dòng)機(jī)效率．

解答 解：
（1）燃料具有化學(xué)能，燃燒時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
單缸汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，吸氣沖程、排氣沖程沒(méi)有能量轉(zhuǎn)化；壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；而做功沖程中高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）V=8L=8dm³=8×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，8L汽油質(zhì)量：m=ρV=0.7×10³kg/m³×8×10^-3m³=5.6kg，
完全燃燒8L汽油所放出的熱量：Q=mq=5.6kg×4.6×10⁷J/kg≈2.58×10⁸J；
（3）設(shè)小汽車(chē)勻速行駛100km，則牽引力做功：W=Fs=800N×10⁵m=8×10⁷J，
它的發(fā)動(dòng)機(jī)效率：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{8×1{0}^{7}J}{2.58×1{0}^{8}J}$×100%≈31%．
答：
（1）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）完全燃燒8L汽油所放出的熱量是2.58×10⁸J；
（3）它的發(fā)動(dòng)機(jī)效率是31%

點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合性的較強(qiáng)的計(jì)算題，速度公式變形的計(jì)算，功與功率的計(jì)算，熱機(jī)效率的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，題目的難度不大．