Question

3．汽车在水平路面匀速运动，所受牵引力为920N，若汽车行驶1000m，燃烧汽油0.1kg．（汽油热值是4.6×10⁷J/kg）求：

（1）图乙是汽油机工作时的能量流向图，则其热机效率可表示为η=$\frac{{E}_{5}}{{E}_{1}}$×100%
（2）汽油机中，燃料在汽缸内燃烧，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较完全，因此汽油机的效率比蒸汽机更高（选填“高”或“低”）．
（3）牵引力做了多少功？
（4）完全燃烧汽油0.1kg，放出多少热量？
（5）该车汽油发动机效率为多少？

Answer 1

分析 （1）热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；
（2）不同的热机效率不同，蒸汽机最低；
（3）已知牵引力和运动距离，利用公式W=Fs得到牵引力做的功；
（4）已知汽油的热值和消耗汽油的质量，根据公式Q=qm可求燃料完全燃烧释放的热量；
（5）汽车做功与燃料完全燃烧释放热量的比值就是发动机的效率．

解答 解：
（1）热机的效率是做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，用公式表示：η=$\frac{{E}_{5}}{{E}_{1}}$×100%；
（2）汽油机中，燃料在汽缸内燃烧，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较完全，因此汽油机的效率比蒸汽机更高；
（3）牵引力做的功为W=Fs=920N×1000m=9.2×10⁵J；
（4）燃料完全燃烧释放的热量Q=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
（5）发动机的效率η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%=20%．
答：（1）$\frac{{E}_{5}}{{E}_{1}}$；（2）高；（3）牵引力做功9.2×10⁵J；（3）燃料完全燃烧能放出热量4.6×10⁶J；（4）发动机的效率是20%．

点评 此题考查了热机效率计算公式、功、效率和热量的计算，是一道力热综合题，考查的规律较大且非常重要，需要熟练掌握基本规律或公式，并能选择应用．