目前.“节能减排已引起全球的关注．如何减少能耗.提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机.它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能.再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图17中汽油机工作时的能流图补充完整．(2)发动机的效率是汽车的经济性能指� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．
（1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图17中汽油机工作时的能流图补充完整．

（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100km/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，
①汽车行驶100km做多少功？
②行驶100km消耗的油放出的总热量．
③该汽车发动机的效率．

分析（1）要解决此题，需要掌握热机的各种能量损失：克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量．
（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=$\frac{W}{Q}$计算热机的效率．

解答解：（1）燃料燃烧放出的热量，一部分要克服机械摩擦，一部分由气缸直接向外散热，大部分由废气带走，剩余的是用来做有用功的能量．
（2）v=100km/h
在一百公里内发动机做的功为：W=Pt=P×$\frac{s}{v}$=P₀×1000×$\frac{100×1000}{\frac{100}{3.6}}$=3.6×10⁶P₀
所用汽油的质量为：m=ρV=ρ₀×V₀×10^-3=$\frac{{ρ}_{0{V}_{0}}}{1000}$，
行驶100km消耗的油放出的总热量Q=mq=$\frac{{ρ}_{0{V}_{0}}}{1000}$×q₀=$\frac{{ρ}_{0}{V}_{0}{q}_{0}}{1000}$，
η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{3.6×1{0}^{6}{P}_{0}}{\frac{{ρ}_{0}{V}_{0}{q}_{0}}{1000}}$=$\frac{3.6×1{0}^{9}{P}_{0}}{{ρ}_{0}{V}_{0}{q}_{0}}$
$\frac{Pt}{mq}$=$\frac{P\frac{s}{v}}{mq}$=$\frac{Ps}{ρVqv}$=$\frac{{P}_{0}×1{0}^{3}×\\;100×1{0}^{3}}{{ρ}_{0}{V}_{0}×1{0}^{3}×{q}_{0}×100×\frac{1000}{3600}}$=$\frac{3.6×1{0}^{9}{P}_{0}}{{ρ}_{0}{V}_{0}{q}_{0}\\;}$
答：（1）克服摩擦耗能；废气带走热量；
（2）①汽车行驶100km做3.6×10⁶P₀功．
②行驶100km消耗的油放出的总热量为=$\frac{{ρ}_{0}{V}_{0}{q}_{0}}{1000}$．
③该汽车发动机的效率．该热机的效率为=$\frac{3.6×1{0}^{9}{P}_{0}}{{ρ}_{0}{V}_{0}{q}_{0}\\;}$．