题目内容

11.近两年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车.小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究:
(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧放出的内能转化为机械能,完全燃烧0.1kg的汽油能够获得4.6×106J的能量;(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的比热容较大的特点.
(3)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机的效率为30%.汽车行驶时发动机产生的牵引力是F,则燃烧质量为m、热值为q的汽油,能使汽车前进的距离s=$\frac{0.3mq}{F}$.(用前面给出物理量的符号表示距离)

分析 (1)内燃机是将内能转化为机械能的机械,知道汽油的质量和热值,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量;
(2)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多;
(3)由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值,得出内燃机的效率;根据W=Q放η=mqη求出汽油完全燃烧释放热量获得的机械能,根据W=Fs求出能使汽车前进的距离.

解答 解:(1)汽车发动机把燃料燃烧放出的内能转化为机械能;
完全燃烧0.1kg的汽油能够获得的能量:
Q放=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J;
(2)因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,
所以汽车发动机常用循环流动的水来帮助散热;
(3)由图可知,该内燃机的效率:
η=100%-33%-30%-7%=30%;
汽油完全燃烧释放热量获得的机械能:
W=Q放η=mq×30%=0.3mq,
由W=Fs可得,能使汽车前进的距离:
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{0.3mq}{F}$.
故答案为:(1)内能;4.6×106;(2)比热容;(3)30%;$\frac{0.3mq}{F}$.

点评 本题考查了能量的转化和燃料完全燃烧释放热量公式、水的比热容特点、效率公式、做功公式的应用等,涉及到的知识点较多,有一定的难度.

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