Question

【題目】某汽車在平直路面上以 75km/h 的速度勻速行駛 1h 的過程中，消耗了 5kg 汽油，汽油燃燒釋放能量的 40%隨廢氣排出，其中一部分能量通過圖示熱電轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)化成

電能儲存在蓄電池中．汽油熱值近似取J/kg，設汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒．

（1）圖示時刻，四沖程汽油機處于________沖程；若該汽油機每分鐘完成 7200 個沖程，則它每秒鐘完成________個工作循環(huán)；

（2）上述過程中汽油燃燒釋放能量是________J，這些能量的 30%用來驅(qū)動汽車行駛，汽車

所受的阻力________N；

（3）研究表明新材料的出現(xiàn)可將熱電轉(zhuǎn)換裝置的效率大幅提高到 15%，上述過程中隨廢氣

排放的熱量通過轉(zhuǎn)換裝置后可獲得電能________J，這些電能可供車內(nèi)總功率為 1000W的用電器持續(xù)工作________s．

Answer 1

【答案】 壓縮 30 2.5×10 8 1000 1.5×10 7 1.5×10 4

【解析】(1)由圖可知，進氣門和排氣門都是關閉的，活塞上行，可以判斷是壓縮沖程；

該汽油機每分鐘完成7200個沖程，故每秒完成120個沖程，熱機完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃氣對外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動2周，若該汽油機每秒完成120個沖程，則每秒它對外做功30次，完成30個工作循環(huán)，；

(2)汽油完全燃燒釋放的熱量：Q放=mq汽油=5kg×5×107J/kg=2.5×108J；

根據(jù)η=可得有用功：W有=ηW總=30%×2.5×108J=7.5×107J；

由v=st可得，汽車在平直路面上以75km/h的速度勻速行駛1h的過程中，

通過的路程：s=vt=75km/h×1h=75km=75000m，由W=Fs可得，汽車勻速直線行駛，F=f，f=F===103N；(3)汽油燃燒釋放能量的40%,由公式Q′=Qη1=2.5×108J×40%=1×108J，轉(zhuǎn)換的電能：W′=Q′η2=1×108J×15%=1.5×107J；

由P=Wt可得，這些電能可供車內(nèi)總功率為1000W的用電器持續(xù)工作的時間：

t===1.5×104s.