Question

18．某汽车在一段平直的公路上匀速行驶消耗燃油1.5升（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度0.8×10³kg/m³，汽油热值q=4.6×10⁷J/kg，求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）如图是某汽车发动机的能量流向图．请依据能量流向图，计算汽车发动机的效率．

（3）为提高汽车发动机的效率，请提出一种合理的设想、方法、或建议．

Answer 1

分析 （1）知道汽油的体积和密度，根据m=ρV求出汽油的质量，又知道汽油的热值，根据Q_放=mq求出在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量；
（2）汽车发动机所做的有用功和燃料完全燃烧放出的热量之比即为该汽车的热机效率；
（3）从发动机的能量流向图可找到有用功和总功，利用效率公式求出发动机的机械效率；要想提高机械效率，要从减小额外功方面考虑，例如：降低尾气的温度；减少气缸散热损失的能量；减少发动机机械本身的摩擦等．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗燃油的质量：m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃烧放出的热量：Q_放=mq=1.2kg×4.6×10⁷J/kg=5.52×10⁷J；
（2）由汽车发动机的能量流向图可知，该汽车发动机的热机效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{6.0×1{0}^{8}J}{3.0×1{0}^{9}J}$×100%=20%；
（3）要提高发动机的效率，可以提高汽油的燃烧效率；降低废气的温度，减少气缸散热和减少机械间的摩擦．
答：（1）燃油完全燃烧放出的热量是5.52×10⁷J；
（2）该汽车的热机效率为20%；
（3）要提高发动机的效率，可以提高汽油的燃烧效率；降低废气的温度，减少气缸散热和减少机械间的摩擦．

点评 本题考查了密度公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用，是一道较为简单的计算题．