Question

百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90公里/小时接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90公里/小时的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为8L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为0.75×10³kg/m³,热值为4.6×10⁷J/kg）.试求：

⑴8L汽油完全燃烧放出的热量；

⑵测试时间内发动机所做的功；

⑶该品牌汽车发动机的热机效率。

Answer 1

【思路分析】

 

 【解】⑴汽油的质量：m=ρV=0.75×10³kg/m³×8×10^－3L=6kg

汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=6kg×4.6×10⁷J/kg=2.76×10⁸J

⑵汽车以90km/h的速度运动100km所需的时间：

t===4000s

发动机所做的功：W=Pt=23000W×4000s=9.2×10⁷J

⑶发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝33.3%

【命题规律与展望】本题涉及的知识点比较多，基本上包含了除电学以外的所有内容，所有这类习题的综合性比较强，对学生的要求比较高。关于力热综合或力电综合的考题在安徽中考中还是比较常见的，例如2013安徽中考题的第21题为电热综合题，主要涉及比热容、电功率和效率的计算；2012安徽中考第21题为力学综合计算题，主要涉及二力平衡、功和功率的计算与推导；2011安徽中考第22题为力热综合题，主要涉及速度、功、功率、热值、热机效率的计算；2010安徽中考第21题为力学综合题，主要涉及二力平衡、速度、功和功率的计算；2009安徽中考第22题为力热综合题，主要涉及热值、功和功率、热机效率的计算。可见，利用计算题的形式考查各种知识的综合计算，是计算题的重要特征之一，在2014安徽中考中，相信这种综合考查的形式依然会保留。

【知识链接】

本题的计算主要涉及五个公式：

⑴速度：v=，在本题中需要注意选择合适的单位并进行单位换算。

⑵密度：ρ=,在本题计算中需要注意体积的单位换算（1L=10^－3m³）。

⑶热值：Q=mq,在常见考题中需要注意质量的单位。

⑷功率：P=，一般需要注意功率的单位换算（1kw=1000w）.

⑸热机效率：η＝×100%。

【题型攻略】由于燃料燃烧提供的能量一般有两种用途，一是用来加热（如水）等，二是通过内燃机对外做功，所以关于热机效率的计算一般有两种类型：

类型一：燃料燃烧提供的能量用来加热水。这时总的热量Q_总=mq（或Q_总=Vq），其中m是指燃料的质量,V是指气体燃料的体积；有用的热量Q_有用=cm△t，其中c是指被加热物质的热值，m指被加热的物体的质量，△t是指被加热物体升高的温度。然后再利用η＝×100%进行计算。

类型二：燃料燃烧放出的热量通过内燃机对外做功，转化为机械能。这时总的热量Q_总=mq（或Q_总=Vq），其中m是指燃料的质量,V是指气体燃料的体积；有用功则为内燃机对外做的机械功，往往用W=Pt或W=FS计算，最后根据η＝×100%进行计算。