Question

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭．下表为小军家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）汽车发电机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是

不可再生

能源；发动机工作时，

做功

冲程将内能转化为机械能，
（2）汽车上的散热器用水作为冷却液，这是利用了水的

比热容

较大的性质．
（3）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为多少Pa？（g=10N/kg）
（4）假若该车在水平路面上以40kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5kg，求小汽车发动机的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）汽油是从石油中提炼出来的，石油是埋藏在地底下得生物体经过几百万年的时间形成的，在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源；内燃机的一个工作循环有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，其中压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能；
（2）水具有较大的比热容是它常被用做冷却剂的原因；
（3）汽车静止时，对地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出对地面的压强；
（4）根据W=Pt求出有用功，根据Q=mq求出消耗汽油产生的热量，两者之比即为小汽车发动机的效率．

解答：解：（1）汽油在短期内不能从自然界中得到补充，是不可再生能源；
在做功冲程中，汽油燃烧的化学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；
（2）汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；
（3）该车静止在水平地面上时，对地面的压力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N，
对地面的压强：
p=

F

S

=

16000N

8×10-2m2

=2×10⁵Pa；
（4）匀速行驶10min，做的有用功：
W=Pt=40×10³W×10×60s=2.4×10⁷J，
1.5kg汽油完全燃烧释放的热量：
Q=mq=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
小汽车发动机的效率：
η=

W

Q

×100%=

2.4×107J

6.9×107J

×100%≈34.8%．
答：（1）不可再生；做功；
（2）比热容；
（3）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×10⁵Pa；
（4）小汽车发动机的效率约为34.8%．

点评：本题考查了能源的分类和内燃机的四个冲程、压强的计算、功的计算、热量的计算、效率的计算等，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度．