Question

目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．

（1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图17中汽油机工作时的能流图补充完整．

（2）发动机的效率是汽车的经济性能指标之一．

厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下；

①测试数据：汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为V₀（L），发动机输出功率为P₀（kW）；

②使用燃料：93#汽油[热值为q₀（J/kg）、密度为ρ_o（kg/m³）]．

请用以上参数推算出在测试条件下，

①汽车行驶100km做多少功？

②行驶100km消耗的油放出的总热量．

③该汽车发动机的效率．

Answer

（1）克服摩擦耗能；废气带走热量；

（2）①汽车行驶100km做3.6×106P0功．

②行驶100km消耗的油放出的总热量为=．

③该汽车发动机的效率．该热机的效率为=

【解析】

试题分析：（1）要解决此题，需要掌握热机的各种能量损失：克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量．

（2）要解决此题需要掌握热机效率的概念：热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比．其中首先根据公式W=Pt计算出发动机做的功，即有用功；根据公式m=ρV计算出汽油的质量，然后根据公式Q=mq计算出燃料完全燃烧放出的能量，最后根据公式η=计算热机的效率．

【解析】
（1）燃料燃烧放出的热量，一部分要克服机械摩擦，一部分由气缸直接向外散热，大部分由废气带走，剩余的是用来做有用功的能量．

（2）v=100km/h

在一百公里内发动机做的功为：W=Pt=P×=P0×1000×=3.6×106P0

所用汽油的质量为：m=ρV=ρ0×V0×10﹣3=，

行驶100km消耗的油放出的总热量Q=mq=×q0=，

η===

====

答：（1）克服摩擦耗能；废气带走热量；

（2）①汽车行驶100km做3.6×106P0功．

②行驶100km消耗的油放出的总热量为=．

③该汽车发动机的效率．该热机的效率为=．

【点评】此题主要考查了热机效率的概念及热机工作过程中热量的走向．通过给出有关数据及信息考查了学生对热机效率的理解．