Question

9．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，内燃机是汽车的主要动力机械
（1）内燃机在压缩冲程中主要将机械能转化为内能
（2）在做功冲程中汽车获得动力，在这个过程中，燃料的化学能通过热机做功，一部分转化成为机械能，使汽车前进，还有一部分能量到哪儿去了？
（3）目前，张家界市完全处于使用状态的汽车数量已经突破30万辆，每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均是30%，如果把内燃机的效率提高1%，全市每年可以节省多少燃油？
（4）请简要说明提高内燃机效率的方法．

Answer 1

分析 （1）内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能；
（2）在做功冲程中内能转化为机械能，内燃机获得动力；同时部分能量被废气带走，自身吸收以及克服摩擦力做功消耗掉了；
（3）由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为η=$\frac{{W}_{有用}}{qm}$，所以可得η₁qm₁=η₂qm₂，知道每辆汽车每年耗油1.8t，可求每辆汽车每年节约燃油，继而根据全市的汽车数量可求全市可以节约的燃油；
（4）根据热机效率公式分析提高内燃机效率的方法．

解答 解：（1）内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能；
（2）在做功冲程中内能转化为机械能，内燃机获得动力；同时部分能量被废气带走，自身吸收以及克服摩擦力做功消耗掉了；
（3）内燃机效率提高1%，
则η₂=η₁+1%=30%+1%=31%，
因为η=$\frac{{W}_{有用}}{qm}$，
所以W_有用=ηqm，
又内燃机效率提高后有用功是相同的，
则每辆汽车：η₁qm₁=η₂qm₂，
故m₂=$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁，
则每辆汽车每年节约燃油：
△m=m₁-m₂=m₁-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁=（1-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$）m₁=（1-$\frac{30%}{31%}$）×1.8t≈0.058t；
则全市可以节约的燃油：
△m_总=n△m=3.0×10⁵×0.058t=1.74×10⁴t；
（4）使用热机，在排气冲程排出大量废气，污染环境；使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，可以提高热机的效率．
故答案为：（1）机械能；
（2）做功；同时部分能量被废气带走，自身吸收以及克服摩擦力做功消耗掉了；
（3）全市可以节约的燃油1.74×10⁷t；
（4）使用热机，在排气冲程排出大量废气，污染环境；使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，可以提高热机的效率．

点评 本题考查了学生利用所学知识分析解释实际现象的能力，涉及到设计节能问题，要求灵活选用公式进行计算．