题目

某汽车在平直路面上以 75km/h 的速度匀速行驶 1h 的过程中，消耗了 5kg 汽油，汽油燃烧释放能量的 40%随废气排出，其中一部分能量通过图示热电转换装置转化成 电能储存在蓄电池中．汽油热值近似取 J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧． （ 1）图示时刻，四冲程汽油机处于 ________ 冲程；若该汽油机每分钟完成 7200 个冲程，则它每秒钟完成 ________ 个工作循环； （ 2）上述过程中汽油燃烧释放能量是 ________ J，这些能量的 30%用来驱动汽车行驶，汽车 所受的阻力 ________ N； （ 3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到 15%，上述过程中随废气 排放的热量通过转换装置后可获得电能 ________ J，这些电能可供车内总功率为 1000W的用电器持续工作 ________ s． 答案： 压缩 30 2.5×10 8 1000 1.5×10 7 1.5×10 4 【解析】 (1) 由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程； 该汽油机每分钟完成 7200 个冲程，故每秒完成 120 个冲程，热机完成一个工作循环，要经过 4 个冲程，燃气对外做功 1 次，活塞往返 2 次，飞轮转动 2 周，若该汽油机每秒完成 120 个冲程，则每秒它对外做功 30 次，完成 30 个工作循环，； (2) 汽油完全燃烧释放的热量： Q 放 =mq 汽油 =5kg×5×10 7 J/kg=2.5×10 8 J； 根据 η = 可得有用功： W 有 =ηW 总 =30%×2.5×10 8 J=7.5×10 7 J； 由 v=st 可得，汽车在平直路面上以 75km/h 的速度匀速行驶 1h 的过程中， 通过的路程： s=vt=75km/h×1h=75km=75000m ，由 W=Fs 可得，汽车匀速直线行驶， F=f，f=F= = =10 3 N；(3) 汽油燃烧释放能量的 40%, 由公式 Q′=Qη 1 =2.5×10 8 J×40%=1×10 8 J ，转换的电能： W′=Q′η 2 =1×10 8 J×15%=1.5×10 7 J； 由 P=Wt 可得，这些电能可供车内总功率为 1000W 的用电器持续工作的时间： t= = =1.5×10 4 s.

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