Question

【題目】隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭。小汽車的一些設(shè)計(jì)和使用過程中的許多現(xiàn)象與物理知識(shí)有關(guān)，請你用學(xué)過的物理知識(shí)解答下面的問題：

（1）普通的小汽車用的是汽油機(jī)，圖甲所示的是_____沖程，為了不讓汽油機(jī)在工作時(shí)溫度升得太高，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，汽缸外有一個(gè)水套，讓汽缸被水包圍著，這是通過_____的方式減少汽缸內(nèi)能，用水來冷卻汽缸是因?yàn)樗��?/span>_____較大。

（2）小明同學(xué)閱讀了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后，將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖乙所示的圖表，請根據(jù)給出的信息，計(jì)算完全燃燒0.2kg的汽油能夠獲得_____J的能量，這些能量能產(chǎn)生_____J的有用功。（汽油的熱值為4.6×107J/kg）

（3）汽車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力為F，則燃燒m質(zhì)量的汽油，能使汽車前進(jìn)的距離s=_____（用前面給出物理量的符號表示距離，汽油的熱值在本小題中用q表示，效率用η表示）

Answer 1

【答案】做功熱傳遞比熱容9.2×1062.76×106

【解析】

(1)由圖可知，汽油機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以此沖程為做功沖程；為了避免汽油機(jī)在工作時(shí)溫度升得太高，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，汽缸外有一個(gè)水套，讓汽缸被水包圍著，即通過水吸收熱量而使得氣缸溫度降低，這是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的；選擇用水作為冷卻劑，是因?yàn)樗�的比熱容大，即相同質(zhì)量的水和其他的液體相比較時(shí)，在升高相同溫度時(shí)，水能吸收的熱量多，故用水冷卻效果好；(2)汽油的熱值為4.6×107J/kg，完全燃燒0.2kg的汽油產(chǎn)生的熱量：Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J，

由圖可知，做有用功的能量占：100%33%30%7%＝30%，即內(nèi)燃機(jī)的效率為η＝30%；

因此產(chǎn)生的有用功：W＝Q放×30%＝9.2×106J×30%＝2.76×106J，(3)設(shè)汽車通過的距離為s.

則完全燃燒質(zhì)量為m的汽油產(chǎn)生的總能量：Q＝mq，有效利用的能量：Q有＝Qη＝ηmq①，有效利用的能量對汽車做功,即W＝Q有②，牽引力對汽車做的功W＝Fs③，

聯(lián)立①②③式解得：s＝ .