Question

9．汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，內(nèi)燃機(jī)是汽車的主要動力機(jī)械
（1）內(nèi)燃機(jī)在壓縮沖程中主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
（2）在做功沖程中汽車獲得動力，在這個過程中，燃料的化學(xué)能通過熱機(jī)做功，一部分轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能，使汽車前進(jìn)，還有一部分能量到哪兒去了？
（3）目前，張家界市完全處于使用狀態(tài)的汽車數(shù)量已經(jīng)突破30萬輛，每輛汽車每年耗油1.8t，汽車內(nèi)燃機(jī)的效率平均是30%，如果把內(nèi)燃機(jī)的效率提高1%，全市每年可以節(jié)省多少燃油？
（4）請簡要說明提高內(nèi)燃機(jī)效率的方法．

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)燃機(jī)獲得動力；同時部分能量被廢氣帶走，自身吸收以及克服摩擦力做功消耗掉了；
（3）由于內(nèi)燃機(jī)效率提高后有用功是相同的，因為η=$\frac{{W}_{有用}}{qm}$，所以可得η₁qm₁=η₂qm₂，知道每輛汽車每年耗油1.8t，可求每輛汽車每年節(jié)約燃油，繼而根據(jù)全市的汽車數(shù)量可求全市可以節(jié)約的燃油；
（4）根據(jù)熱機(jī)效率公式分析提高內(nèi)燃機(jī)效率的方法．

解答 解：（1）內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)燃機(jī)獲得動力；同時部分能量被廢氣帶走，自身吸收以及克服摩擦力做功消耗掉了；
（3）內(nèi)燃機(jī)效率提高1%，
則η₂=η₁+1%=30%+1%=31%，
因為η=$\frac{{W}_{有用}}{qm}$，
所以W_有用=ηqm，
又內(nèi)燃機(jī)效率提高后有用功是相同的，
則每輛汽車：η₁qm₁=η₂qm₂，
故m₂=$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁，
則每輛汽車每年節(jié)約燃油：
△m=m₁-m₂=m₁-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁=（1-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$）m₁=（1-$\frac{30%}{31%}$）×1.8t≈0.058t；
則全市可以節(jié)約的燃油：
△m_總=n△m=3.0×10⁵×0.058t=1.74×10⁴t；
（4）使用熱機(jī)，在排氣沖程排出大量廢氣，污染環(huán)境；使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機(jī)部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，可以提高熱機(jī)的效率．
故答案為：（1）機(jī)械能；
（2）做功；同時部分能量被廢氣帶走，自身吸收以及克服摩擦力做功消耗掉了；
（3）全市可以節(jié)約的燃油1.74×10⁷t；
（4）使用熱機(jī)，在排氣沖程排出大量廢氣，污染環(huán)境；使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機(jī)部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，可以提高熱機(jī)的效率．

點評 本題考查了學(xué)生利用所學(xué)知識分析解釋實際現(xiàn)象的能力，涉及到設(shè)計節(jié)能問題，要求靈活選用公式進(jìn)行計算．