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）汽車發電機是汽油機，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）汽車上的散熱器用水作為冷卻液，這是利用了水的

比熱容

較大的性質．
（3）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強為多少Pa？（g=10N/kg）
（4）假若該車在水平路面上以40kW的功率勻速行駛10min，消耗汽油1.5kg，求小汽車發動機的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（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；內燃機的一個工作循環有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個沖程組成，其中壓縮沖程中機械能轉化成內能，做功沖程中內能轉化成機械能；
（2）水具有較大的比熱容是它常被用做冷卻劑的原因；
（3）汽車靜止時，對地面的壓力和自身的重力相等，根據G=mg求出其大小，再根據壓強公式求出對地面的壓強；
（4）根據W=Pt求出有用功，根據Q=mq求出消耗汽油產生的熱量，兩者之比即為小汽車發動機的效率．

解答：解：（1）汽油在短期內不能從自然界中得到補充，是不可再生能源；
在做功沖程中，汽油燃燒的化學能轉化為內能，高溫高壓的燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能；
（2）汽車散熱器用水作為冷卻劑，是利用了水的比熱容較大的性質；
（3）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N，
對地面的壓強：
p=

F

S

=

16000N

8×10-2m2

=2×10⁵Pa；
（4）勻速行駛10min，做的有用功：
W=Pt=40×10³W×10×60s=2.4×10⁷J，
1.5kg汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q=mq=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
小汽車發動機的效率：
η=

W

Q

×100%=

2.4×107J

6.9×107J

×100%≈34.8%．
答：（1）不可再生；做功；
（2）比熱容；
（3）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強為2×10⁵Pa；
（4）小汽車發動機的效率約為34.8%．

點評：本題考查了能源的分類和內燃機的四個沖程、壓強的計算、功的計算、熱量的計算、效率的計算等，涉及到的知識點較多，綜合性強，有一定的難度．