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4.目前,“节能减排”已引起全球的关注.如何减少能耗,提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视.
某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了2.5L汽油.
(1)请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整.
(2)请计算这段路程消耗汽油的质量.(汽油密度ρ=0.8×103kg/m3
(3)汽油完全燃烧,放出的热量.(q汽油=4.6×107J/kg) 
(4)已知牵引力为600N,则牵引力做多少功?
(5)此汽油机的效率为多少?
(6)汽油机的效率较低,请你就如何提高它的效率提一条合理化建议.

分析 (1)要解决此题,需要掌握热机的各种能量损失:克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量.
(2)根据公式m=ρV计算出汽油的质量;
(3)根据公式Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的能量;
(4)根据公式W=Fs计算牵引力所做的功;
(5)根据公式η=$\frac{W}{Q}$计算热机的效率;
(6)提高热机效率的方法可以通过减少散热损失、机械损失等方法,主要途径还是要减少废气带走的能量.

解答 解:
(1)燃料燃烧放出的热量,一部分要克服机械摩擦,一部分由气缸直接向外散热,大部分由废气带走,剩余的是用来做有用功的能量.
(2)根据ρ=$\frac{m}{V}$可知,2.5L汽油的质量为:m=ρV=0.8×103kg/m3×2.5×10-3m3=2kg;
(3)汽油完全燃烧,放出的热量:Q=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J;
(4)牵引力做功为:W=Fs=600N×3×104m=1.8×107J;
(5)汽油机的效率为:η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{1.8×1{0}^{7}J}{9.2×1{0}^{7}J}$×100%≈19.6%;
(6)从内燃机的能流图可知,热量损失主要有燃料没有完全燃烧、废气带走的热量、克服摩擦损耗的能量、散失的热量,因此提高热机效率的主要途径有:使燃料尽可能完全燃烧、减少废气带走的热量、减小摩擦、减小热散失等.
答:
(1)①废气带走热量;②克服摩擦耗能;
(2)这段路程消耗汽油的质量为2kg;
(3)汽油完全燃烧,放出的热量为9.2×107J; 
(4)牵引力做功为1.8×107J;
(5)此汽油机的效率为19.6%;
(6)减少散热损失(合理即可).

点评 此题主要考查了热机效率的概念及热机工作过程中热量的走向.通过给出有关数据及信息考查了学生对热机效率的理解.

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(4)《校车驾驶员安全管理规定》指出车速不得超过40km/h,“40km/h”是指校车在行驶过程中的最大(平均/最大)速度;
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