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    8．随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭．小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
    （1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是做功冲程，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大．
    （2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得9.2×106J的能量，这些能量能产生2.76×106J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）
    （3）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s=$\frac{ηqm}{F}$（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示，效率用η表示）

    分析 （1）内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程即进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩空气做功，使气缸内气体内能增加温度升高；对于做功冲程，即气缸内的混合物被引燃，导致气缸内产生高温高压燃气，这些燃气推动活塞做功，使活塞由上向下运动；改变内能有两种方式：即做功和热传递；在自然界中水的比热容最大，这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因；
    （2）根据热值和汽油的质量，用公式Q=qm求出汽油完全燃烧放出的热量；由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值，得出内燃机的效率；根据W=Q放×30%求出有用功；
    （3）汽车行驶时做的有用功可以利用W=Fs来表示，汽车消耗的总能量Q可以用：Q=mq表示，利用内燃机的效率将两者联系起来，从而可以表示出汽车前进的距离．

    解答 解：
    （1）由图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以此冲程为做功冲程；
    为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；
    选择用水作为冷却剂，是因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，在升高相同温度时，水能吸收的热量多，故用水冷却效果好；
    （2）汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量：
    Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J；
    由图可知，做有用功的能量占：100%-33%-30%-7%=30%，
    即内燃机的效率为η=30%；
    因此产生的有用功：W=Q放×30%=9.2×106J×30%=2.76×106J；
    （3）设汽车通过的距离为s．
    则完全燃烧质量为m的汽油产生的总能量：Q=mq，
    有效利用的能量：Q有=Qη=ηmq-----①，
    有效利用的能量对汽车做功，即W=Q有 -----②，
    牵引力对汽车做的功W=Fs-----③，
    联立①②③式解得：s=$\frac{ηqm}{F}$．
    故答案为：（1）做功；热传递；比热容；（2）9.2×106； 2.76×106；（3）$\frac{ηqm}{F}$．

    点评 本题以汽车为背景中，考查了多个物理知识点，包括能量的转化、效率的公式、功率的公式等，综合性很强，有一定的难度，值得我们关注．

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