Question

百公里油耗指的是汽車在道路上行駛時每百公里平均燃料消耗量，是汽車耗油量的一個衡量指標(biāo)。由于多數(shù)車輛在90公里/小時接近經(jīng)濟(jì)車速，因此大多對外公布的理論油耗通常為90公里/小時的百公里勻速油耗。經(jīng)出廠測試，某品牌汽車百公里理論油耗為8L，汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率為23kw（已知汽油的密度為0.75×10³kg/m³,熱值為4.6×10⁷J/kg）.試求：

⑴8L汽油完全燃燒放出的熱量；

⑵測試時間內(nèi)發(fā)動機(jī)所做的功；

⑶該品牌汽車發(fā)動機(jī)的熱機(jī)效率。

Answer 1

【思路分析】

 

 【解】⑴汽油的質(zhì)量：m=ρV=0.75×10³kg/m³×8×10^－3L=6kg

汽油完全燃燒放出的熱量：Q=mq=6kg×4.6×10⁷J/kg=2.76×10⁸J

⑵汽車以90km/h的速度運(yùn)動100km所需的時間：

t===4000s

發(fā)動機(jī)所做的功：W=Pt=23000W×4000s=9.2×10⁷J

⑶發(fā)動機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%＝33.3%

【命題規(guī)律與展望】本題涉及的知識點(diǎn)比較多，基本上包含了除電學(xué)以外的所有內(nèi)容，所有這類習(xí)題的綜合性比較強(qiáng)，對學(xué)生的要求比較高。關(guān)于力熱綜合或力電綜合的考題在安徽中考中還是比較常見的，例如2013安徽中考題的第21題為電熱綜合題，主要涉及比熱容、電功率和效率的計算；2012安徽中考第21題為力學(xué)綜合計算題，主要涉及二力平衡、功和功率的計算與推導(dǎo)；2011安徽中考第22題為力熱綜合題，主要涉及速度、功、功率、熱值、熱機(jī)效率的計算；2010安徽中考第21題為力學(xué)綜合題，主要涉及二力平衡、速度、功和功率的計算；2009安徽中考第22題為力熱綜合題，主要涉及熱值、功和功率、熱機(jī)效率的計算。可見，利用計算題的形式考查各種知識的綜合計算，是計算題的重要特征之一，在2014安徽中考中，相信這種綜合考查的形式依然會保留。

【知識鏈接】

本題的計算主要涉及五個公式：

⑴速度：v=，在本題中需要注意選擇合適的單位并進(jìn)行單位換算。

⑵密度：ρ=,在本題計算中需要注意體積的單位換算（1L=10^－3m³）。

⑶熱值：Q=mq,在常見考題中需要注意質(zhì)量的單位。

⑷功率：P=，一般需要注意功率的單位換算（1kw=1000w）.

⑸熱機(jī)效率：η＝×100%。

【題型攻略】由于燃料燃燒提供的能量一般有兩種用途，一是用來加熱（如水）等，二是通過內(nèi)燃機(jī)對外做功，所以關(guān)于熱機(jī)效率的計算一般有兩種類型：

類型一：燃料燃燒提供的能量用來加熱水。這時總的熱量Q_總=mq（或Q_總=Vq），其中m是指燃料的質(zhì)量,V是指氣體燃料的體積；有用的熱量Q_有用=cm△t，其中c是指被加熱物質(zhì)的熱值，m指被加熱的物體的質(zhì)量，△t是指被加熱物體升高的溫度。然后再利用η＝×100%進(jìn)行計算。

類型二：燃料燃燒放出的熱量通過內(nèi)燃機(jī)對外做功，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這時總的熱量Q_總=mq（或Q_總=Vq），其中m是指燃料的質(zhì)量,V是指氣體燃料的體積；有用功則為內(nèi)燃機(jī)對外做的機(jī)械功，往往用W=Pt或W=FS計算，最后根據(jù)η＝×100%進(jìn)行計算。