Question

如下图所示汽油机等内燃机中，燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功．
（1）上图中？箭头所指的能量流失的形式是

废气带走了大部分能量

：
（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90km/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，该汽车发动机的效率是

4×109P0

ρ0V0q0

．

Answer 1

分析：（1）根据内燃机燃料燃烧能量走向示意图回答；
（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=

W

Q

计算热机的效率．

解答：解：
（1）由图可知，能量流失的形式有：排放的废气带走大部分能量；
（2）v=90km/h=25m/s，
∵P=

W

t

，
∴在100km内发动机做的功为：
W=Pt=P×

s

v

=P₀×1000×

100×1000

25

=4×10⁶P₀；
∵ρ=

m

V

，
∴所用汽油的质量为：
m=ρV=ρ₀×V₀×10^-3=

ρ0V0

1000

；
汽油放出的热量：
Q=mq=

ρ0V0

1000

×q₀=

ρ0V0q0

1000

；
汽油机的效率为η=

W

Q

=

4×106P0

ρ0V0q0 1000

=

4×109P0

ρ0V0q0

．
故答案为：（1）废气带走了大部分能量；（2）

4×109P0

ρ0V0q0

．

点评：本题考查了学生对内燃机燃料燃烧能量走向示意图、效率公式的了解与掌握，掌握热机效率计算公式是本题的关键．