Question

11．近兩年政府推出了“汽車下鄉(xiāng)”、“小排氣量購(gòu)置稅減半”等政策，極大的促進(jìn)了汽車行業(yè)的發(fā)展，隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭，小明的爸爸最近也購(gòu)買了一輛轎車．小明利用所學(xué)的物理知識(shí)對(duì)汽車進(jìn)行了一系列探索與研究：
（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般是柴油機(jī)或汽油機(jī)，它把燃料燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，完全燃燒0.1kg的汽油能夠獲得4.6×10⁶J的能量；（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用循環(huán)流動(dòng)的水來幫助它散熱，主要是利用了水的比熱容較大的特點(diǎn)．
（3）小明同學(xué)閱讀了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后，將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示的圖表，請(qǐng)根據(jù)給出的信息，計(jì)算該內(nèi)燃機(jī)的效率為30%．汽車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力是F，則燃燒質(zhì)量為m、熱值為q的汽油，能使汽車前進(jìn)的距離s=$\frac{0.3mq}{F}$．（用前面給出物理量的符號(hào)表示距離）

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械，知道汽油的質(zhì)量和熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多；
（3）由能流圖得出轉(zhuǎn)化為有用功的能量占總能量的比值，得出內(nèi)燃機(jī)的效率；根據(jù)W=Q_放η=mqη求出汽油完全燃燒釋放熱量獲得的機(jī)械能，根據(jù)W=Fs求出能使汽車前進(jìn)的距離．

解答 解：（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)把燃料燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
完全燃燒0.1kg的汽油能夠獲得的能量：
Q_放=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
（2）因?yàn)樗�的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，
所以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用循環(huán)流動(dòng)的水來幫助散熱；
（3）由圖可知，該內(nèi)燃機(jī)的效率：
η=100%-33%-30%-7%=30%；
汽油完全燃燒釋放熱量獲得的機(jī)械能：
W=Q_放η=mq×30%=0.3mq，
由W=Fs可得，能使汽車前進(jìn)的距離：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{0.3mq}{F}$．
故答案為：（1）內(nèi)能；4.6×10⁶；（2）比熱容；（3）30%；$\frac{0.3mq}{F}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能量的轉(zhuǎn)化和燃料完全燃燒釋放熱量公式、水的比熱容特點(diǎn)、效率公式、做功公式的應(yīng)用等，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，有一定的難度．