全球汽车保有量在迅速增长，截止2021年，全球处于使用状态的汽车数量超过15亿辆。目前每辆汽车每年耗油2t，汽车内燃机的效率平均约30%。我国山东的潍柴发动机以博士为核心的科研团队，不断挑战热效率极限，2022年11月实现了全球首款本体热效率52.28%柴油机。如果每辆汽车都能用内燃机效率提高10%的发动机，内燃机所用燃料的热值为4.5×107J/kg。求：（1）每辆汽车做有用功所需要的能量是多少？（2）全球每年可以节约多少燃油？

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1. 全球汽车保有量在迅速增长，截止2021年，全球处于使用状态的汽车数量超过15亿辆。目前每辆汽车每年耗油2t，汽车内燃机的效率平均约30%。我国山东的潍柴发动机以博士为核心的科研团队，不断挑战热效率极限，2022年11月实现了全球首款本体热效率52.28%柴油机。如果每辆汽车都能用内燃机效率提高10%的发动机，内燃机所用燃料的热值为4.5×10⁷J/kg。求：

（1）每辆汽车做有用功所需要的能量是多少？

（2）全球每年可以节约多少燃油？

【考点】

燃料的热值; 热机的效率;

【答案】

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计算题普通

基础巩固

能力提升

变式训练

拓展培优

真题演练

换一批

1. 某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶600s，汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×10⁷J，消耗汽油2kg（假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值q=4.6×10⁷J/kg，g取10N/kg）。针对这一过程，求：

（1）汽车行驶的路程；

（2）汽车受到的阻力；

（3）汽车发动机的效率（结果精确至1%）。

计算题容易

2. 天然气灶烧水，燃烧0.5m³的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4.2×10³J/(kg·℃)，天然气的热值为q=7.0×10⁷J/m³。求：

（1）0.5m³天然气完全燃烧放出的热量Q_放；

（2）燃气灶的效率。

计算题容易

3. 一小型载重汽车在平直公路上以30kW的功率匀速行驶20min，消耗汽油2kg。汽油的热值为 $\text{[math]}$ 。求：

（1）2kg汽油完全燃烧放出的热量；

（2）载重汽车发动机的效率。

计算题容易

1. 近年来国家大力推进汽车发展，现有一汽车，在平直公路上行驶，整个过程，汽车以恒定的输出功率30kw行驶20min，共消耗2kg汽油，已知汽油的热值q=4.5×10⁷J/kg，求：

（1）用2kg汽油来烧水，若汽油放出的热量有70%被吸收，可以将多少kg的水从 $\text{[math]}$ 加热到 $\text{[math]}$ ？

（2）该汽车的工作效率是多少？

计算题普通

2. 一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如图所示，消耗汽油1.5×10^﹣3m³（假设汽油完全燃烧）．若汽油的密度ρ＝0.8×10³kg/m³ ，汽油的热值为q＝4×10⁷J/kg，求：

（1）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量；

（2）该汽车的热机效率；

（3）汽车输出的有用功．

计算题普通

3. 小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其他燃气设备，在标准大气压下，将质量是4kg，初温是25℃的水加热到沸腾，她观察到燃气表的示数，使用前是210.65m³ ，使用后是210.77m³。水的比热容 $\text{[math]}$ ，天然气的热值为 $\text{[math]}$ 。求：

（1）水吸收的热量；

（2）燃气完全燃烧放出的热量；

（3）燃气灶正常工作的效率。

计算题普通

1. 某单缸四冲程汽油机在1s内完成了10个工作循环，则该汽油机工作时，飞轮的转速为r/min。若此汽油机在一个工作循环中消耗了6g 汽油（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg），已知这台汽油机的效率为30%，则该汽油机的输出功率为W。

填空题普通

2. 一辆汽车的发动机每消耗40kg燃油，产生的热量是J，若做的有用功为 3.3×10⁸J，则这辆汽车发动机的效率是。（燃油的热值 q=3.3×10⁷J/kg）

填空题容易

3. 阅读短文，回答文后问题。

油电混合动力汽车

如图甲，国产某品牌油电混合动力汽车前后安装有高清摄像头，无线WIFI等，其工作原理如图乙所示。当它以90km/h的速度匀速行驶20min的过程中，燃烧了3kg燃油。发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量为 $\text{[math]}$ ，其中50%的能量来自燃油燃烧；而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量为 $\text{[math]}$ 。设燃油在发动机汽缸内完全燃烧，燃油的热值为 $\text{[math]}$ 。

若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功，而该油电混合动力汽车在关闭发动机后，动能除用于克服与地面的摩擦力做功外，其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。在某次测试时，同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后，根据汽车通过路程s时，所对应的动能 $\text{[math]}$ ，作出 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示。设两车受到的摩擦力大小相等。汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率称之为储能效率。