Question

1．如圖（1）是一款動力為四沖程汽油機的用于修剪草坪、植被的剪草機．若在某次修剪草坪的工作中共消耗5kg汽油（q_汽油=4.6×10⁷J/kg），則：

（1）圖（2）表示該剪草機所用汽油機的某個沖程示意圖，這個沖程是做功．現(xiàn)代社會熱機的大量使用，排放的廢棄會給環(huán)境帶來污染，人們正在設法減小這種污染，如少開私家汽車，多乘公共交通工具等．
（2）這些汽油完全燃燒產生的熱量是多少焦？
（3）若該剪草機的效率為30%，則工作中輸出的有用機械能為多少焦？
（4）這些汽油完全燃燒產生的熱量最多能把多少千克的水溫度從20℃升高到70℃（保留整數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）由進氣門和排氣門的關閉和打開情況、活塞的上行和下行情況來判斷是哪個沖程；汽油機四個沖程中壓縮沖程是機械能轉化為內能，做功沖程是內能轉化為機械能，排氣和吸氣沖程沒有能的轉化．據(jù)實際情況分析減少污染的方法即可；
（2）據(jù)Q=mq計算即可得出熱量；
（3）利用效率公式計算機械能即可；
（4）據(jù)水的吸熱公式Q=cm△t計算即可；

解答 解：（1）由圖可知，汽油機的進氣門和排氣門都是關閉的，活塞下行，可以判斷此沖程為做功沖程，在做功沖程中內能轉化為機械能；少開私家汽車，多乘公共交通工具；盡量騎自行車或步行；使用太陽能汽車；使用清潔能源；使用無鉛汽油等都能減少污染；
（2）燃燒5kg汽油產生的熱量為：Q_放=mq_汽油=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
（3）據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可知，輸出的有用機械能
W=ηQ_放=30%×2.3×10⁸J=6.9×10⁷J；
（4）據(jù)公式Q=cm△t可得：
水的質量
m=$\frac{Q放}{c（t2-t1）}$=$\frac{2.3×108J}{4.2×103J/（kg•℃）×（70℃-20℃）}$≈1095kg；
故答案為：（1）做功沖程；少開私家汽車，多乘公共交通工具；盡量騎自行車或步行（使用太陽能汽車；使用清潔能源；使用無鉛汽油等，合理即可）；（2）這些汽油完全燃燒產生的熱量是2.3×10⁸J；
（3）若該剪草機的效率為30%，則工作中輸出的有用機械能為6.9×10⁷J；
（4）這些汽油完全燃燒產生的熱量最多能把1095千克的水溫度從20℃升高到70℃．

點評 本題重點考查了燃料完全燃燒放出的熱量的計算和效率的計算，很多學生容易忽略有用功和總功的差別，是個易錯點．