Question

17．随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭．如表为小军家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是不可再生（可再生/不可再生）能源；发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能．
（2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×10⁵Pa．（g=10N/kg）
（3）若该车在水平路面上以额定功率匀速行驶46min，消耗汽油15kg，求小汽车发动机的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg，要有解答过程）

Answer 1

分析 （1）①汽油是化石能源，在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源；
②汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，燃气膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能；
（2）汽车静止时，对地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出对地面的压强；
（3）根据W=Pt求出牵引力所做的功（即有用功），根据Q_放=mq求出完全燃烧15kg汽油放出热量，根据公式η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出汽车发动机的效率．

解答 解：
（1）汽油在短期内不能从自然界中得到补充，是不可再生能源；
在做功冲程中，汽油燃烧的化学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；
（2）该车静止在水平地面上时，对地面的压力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×10⁴N，
对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{8.0×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（3）该车在水平路面上以额定功率匀速行驶46min，牵引力所做的功（即有用功）：
W=Pt=100×10³W×46×60s=2.76×10⁸J；
15kg汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=mq=15kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁸J，
则小汽车发动机的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{2.76×1{0}^{8}J}{6.9×1{0}^{8}J}$×100%=40%．
故答案为：（1）不可再生；做功；
（2）2×10⁵；
（3）小汽车发动机的效率为40%．

点评 本题考查了能源的分类和内燃机的四个冲程、压强的计算、功的计算、热量的计算、效率的计算等，涉及到的知识点较多，有一定的难度．