Question

【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．

Answer 1

【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×5×107J/kg=2.5×108J；

根据η=可得有用功：W有=ηW总=30%×2.5×108J=7.5×107J；

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===103N；(3)汽油燃烧释放能量的40%,由公式Q′=Qη1=2.5×108J×40%=1×108J，转换的电能：W′=Q′η2=1×108J×15%=1.5×107J；

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===1.5×104s.