Question

1．如圖（1）是一款動(dòng)力為四沖程汽油機(jī)的用于修剪草坪、植被的剪草機(jī)．若在某次修剪草坪的工作中共消耗5kg汽油（q_汽油=4.6×10⁷J/kg），則：

（1）圖（2）表示該剪草機(jī)所用汽油機(jī)的某個(gè)沖程示意圖，這個(gè)沖程是做功．現(xiàn)代社會(huì)熱機(jī)的大量使用，排放的廢棄會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染，人們正在設(shè)法減小這種污染，如少開私家汽車，多乘公共交通工具等．
（2）這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少焦？
（3）若該剪草機(jī)的效率為30%，則工作中輸出的有用機(jī)械能為多少焦？
（4）這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量最多能把多少千克的水溫度從20℃升高到70℃（保留整數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）由進(jìn)氣門和排氣門的關(guān)閉和打開情況、活塞的上行和下行情況來(lái)判斷是哪個(gè)沖程；汽油機(jī)四個(gè)沖程中壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，排氣和吸氣沖程沒(méi)有能的轉(zhuǎn)化．據(jù)實(shí)際情況分析減少污染的方法即可；
（2）據(jù)Q=mq計(jì)算即可得出熱量；
（3）利用效率公式計(jì)算機(jī)械能即可；
（4）據(jù)水的吸熱公式Q=cm△t計(jì)算即可；

解答 解：（1）由圖可知，汽油機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，活塞下行，可以判斷此沖程為做功沖程，在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；少開私家汽車，多乘公共交通工具；盡量騎自行車或步行；使用太陽(yáng)能汽車；使用清潔能源；使用無(wú)鉛汽油等都能減少污染；
（2）燃燒5kg汽油產(chǎn)生的熱量為：Q_放=mq_汽油=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
（3）據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可知，輸出的有用機(jī)械能
W=ηQ_放=30%×2.3×10⁸J=6.9×10⁷J；
（4）據(jù)公式Q=cm△t可得：
水的質(zhì)量
m=$\frac{Q放}{c（t2-t1）}$=$\frac{2.3×108J}{4.2×103J/（kg•℃）×（70℃-20℃）}$≈1095kg；
故答案為：（1）做功沖程；少開私家汽車，多乘公共交通工具；盡量騎自行車或步行（使用太陽(yáng)能汽車；使用清潔能源；使用無(wú)鉛汽油等，合理即可）；（2）這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是2.3×10⁸J；
（3）若該剪草機(jī)的效率為30%，則工作中輸出的有用機(jī)械能為6.9×10⁷J；
（4）這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量最多能把1095千克的水溫度從20℃升高到70℃．

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查了燃料完全燃燒放出的熱量的計(jì)算和效率的計(jì)算，很多學(xué)生容易忽略有用功和總功的差別，是個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)．