Question

如下圖所示汽油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中，燃料燃燒釋放的能量并不會全部用來做有用功．
（1）上圖中？箭頭所指的能量流失的形式是

廢氣帶走了大部分能量

：
（2）發(fā)動機(jī)的效率是汽車的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)之一．
廠家提供的某汽車出廠的部分參數(shù)如下；
①測試數(shù)據(jù)：汽車在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛時，百公里耗油量為V₀（L），發(fā)動機(jī)輸出功率為P₀（kW）；
②使用燃料：93#汽油[熱值為q₀（J/kg）、密度為ρ_o（kg/m³）]．
請用以上參數(shù)推算出在測試條件下，該汽車發(fā)動機(jī)的效率是

4×109P0

ρ0V0q0

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒能量走向示意圖回答；
（2）要解決此題需要掌握熱機(jī)效率的概念：熱機(jī)用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比．其中首先根據(jù)公式W=Pt計算出發(fā)動機(jī)做的功，即有用功；根據(jù)公式m=ρV計算出汽油的質(zhì)量，然后根據(jù)公式Q=mq計算出燃料完全燃燒放出的能量，最后根據(jù)公式η=

W

Q

計算熱機(jī)的效率．

解答：解：
（1）由圖可知，能量流失的形式有：排放的廢氣帶走大部分能量；
（2）v=90km/h=25m/s，
∵P=

W

t

，
∴在100km內(nèi)發(fā)動機(jī)做的功為：
W=Pt=P×

s

v

=P₀×1000×

100×1000

25

=4×10⁶P₀；
∵ρ=

m

V

，
∴所用汽油的質(zhì)量為：
m=ρV=ρ₀×V₀×10^-3=

ρ0V0

1000

；
汽油放出的熱量：
Q=mq=

ρ0V0

1000

×q₀=

ρ0V0q0

1000

；
汽油機(jī)的效率為η=

W

Q

=

4×106P0

ρ0V0q0 1000

=

4×109P0

ρ0V0q0

．
故答案為：（1）廢氣帶走了大部分能量；（2）

4×109P0

ρ0V0q0

．

點評：本題考查了學(xué)生對內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒能量走向示意圖、效率公式的了解與掌握，掌握熱機(jī)效率計算公式是本題的關(guān)鍵．