Question

附著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，小汽車越來(lái)越多地走進(jìn)了我市普通家庭．下表為小軍家小汽車的相關(guān)數(shù)據(jù)：

總質(zhì)量：1600kg	額定功率：100kW
車輪與地面的總接觸面積：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，

做功

沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）汽車上的散熱器用水作為冷卻劑，這是利用了水的

比熱容

較大的性質(zhì)，當(dāng)水箱裝滿水，水溫升高20℃時(shí)，需要吸收的熱量為

4.2×l0⁵J

J．（C=4.2×10³J/（kg．℃））
（3）該車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大？

2×10⁵Pa

（g=10N/kg）
（4）假若該車在水平路面上以40kW的功率勻速行駛10min，消耗汽油1.5kg，求小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率

34.8%

．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個(gè)沖程組成，其中壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；
（2）水具有較大的比熱容是它常被用做冷卻劑的原因；根據(jù)Q=cm△t即可求出水吸收的熱量；
（3）汽車靜止時(shí)，對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（4）根據(jù)W=Pt求出有用功，根據(jù)Q=mq求出消耗汽油產(chǎn)生的熱量，兩者之比即為小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答：解：（1）做功沖程中，汽油燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，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）汽車散熱器用水作為冷卻劑，是利用了水的比熱容較大的性質(zhì)；
∵ρ=

m

v

，
∴m=ρV=1.0×10³kg/m³×5.0×10^-3m³=5kg，
水吸收的熱量Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³×5×20J=4.2×l0⁵J；
（3）該車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

160000N

0.08m2

=2×10⁵Pa；
（4）勻速行駛10min，做的有用功：W=Pt=40×10³W×10×60s=2.4×10⁷J，
1.5kg汽油完全燃燒釋放的熱量：Q=mq=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：
η=

W

Q

×100%=

2.4×107J

6.9×107J

×100%≈34.8%．
故答案為：（1）做功；（2）比熱容；4.2×l0⁵J；（3）2×10⁵Pa；（4）34.8%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了能源的分類和內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程、壓強(qiáng)的計(jì)算、功的計(jì)算、熱量的計(jì)算、效率的計(jì)算等，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，有一定的難度．