Question

隨著經濟水平的不斷提高，小汽車越來越多地走進了我市普通家庭．下表為小軍家小汽車的相關數據：

總質量：1600kg	額定功率：100kW
車輪與地面的總接觸面積：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）汽車發動機是汽油機，從能源可否再生角度來看，汽油是______能源；發動機工作時，______沖程將內能轉化為機械能．
（2）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強為多少Pa？（g=10N/kg）（c_水=4.2×10³J/（kg℃））
（3）綜合油耗表示以經濟速度在相應路面上每行駛100km所消耗的燃油體積，是衡量汽車發動機效率的重要標志之一，假若該車在高速公路路面上以60kW的功率、100km/h的速度勻速行駛1h，消耗汽油10L，求此時小汽車發動機的效率．（汽油密度ρ_汽油=7．l×10³kg/m³．汽油熱值q_汽油=4.6×10⁷J/kg）
（4）結合生活經驗和所學知識，請你就如何降低汽車油耗提一點建議．

Answer 1

【答案】分析：（1）①汽油是從石油中提煉出來的，石油是埋藏在地底下得生物體經過幾百萬年的時間形成的，在短期內不能從自然界得到補充，是不可再生能源；
②汽油機的做功沖程中，進氣門和排氣門都關閉，活塞向下運動，燃氣膨脹對活塞做功，將內能轉化為機械能；
（2）汽車靜止在水平路面上，對路面的壓力等于汽車重，知道受力面積，利用壓強公式求汽車對地面的壓強；
（3）根據W=Pt求出小汽車以額定功率勻速直線行駛1h牽引力所做的功，再利用Q_放=mq可求出完全燃燒10L汽油放出熱量，最后用η=×100%求出小汽車發動機的效率．
（4）降低汽車油耗可以從減少能量損失方面考慮．
解答：解：
（1）汽車發動機是汽油機，從能源可否再生角度來看，汽油是不可再生能源；發動機工作時，做功沖程將內能轉化為機械能．
（2）該車靜止在水平地面上時，壓力等于重力，即F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×10⁴N   
對地面的壓強為p===2.0×10⁵Pa．
（3）∵ρ=，
∴10L汽油的質量為m=ρ_汽油×V=0.71×10³kg/m³×0.01m³=7.1kg        
這些汽油完全燃燒放出的熱量為Q_放=m?q_汽油=7.1kg×4.6×10⁷J/kg=3.266×10⁸J   
∵P=，
∴汽車在這1h內做的功為W=Pt=6×10⁴W×3600s=2.16×10⁸J 
小汽車發動機的效率η=×100%=×100%≈66%．
（4）開車時不開窗、少開空調、避免平凡換擋等．
答：
（1）汽車發動機是汽油機，從能源可否再生角度來看，汽油是不可再生能源；發動機工作時，做功沖程將內能轉化為機械能；
（2）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強為2.0×10⁵Pa．
（3）小汽車發動機的效率66%．
（4）要降低汽車油耗，在開車時不開窗．
點評：本題以小汽車為背景，考查了能源分類、汽油機四沖程中的能量轉化、熱量的計算、壓強的計算、熱值、電能的計算、效率的計算，知識點多、綜合性強，要求靈活運用所學知識，屬于難題．