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

张彬
张彬 2022-5-7 14:50

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%随废气通过热电转换装置,如图所示,汽油热值近似取q=5×107J/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)若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶,求汽车所受的阻力f

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%,据此计算,上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能?这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作多长时间?

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1条回答
  •  李文鹏
    李文鹏 (最佳回答者)
    2022-5-8 16:47

    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,飞轮转动20周;

    2)汽油完全燃烧释放的热量:

    Q=mq汽油=5kg×5×107J/kg=2.5×108J

    有用功:

    W=ηW=30%×2.5×108J=7.5×107J

    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

    汽车匀速直线行驶,F=f,其大小:

    f=F=image.png=103N

    3)汽油燃烧释放能量的40%,则

    Q′=Qη1=2.5×108J×40%=1×108J

    转换的电能:

    W′=Q′η2=1×108J×15%=1.5×107J

    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=image.png=1.5×104s

    故:

    1)压缩;30

    2)汽车所受的阻力f103N

    3)随废气排放的能量通过转换装置后可获得1.5×107J的电能;这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作1.5×104s


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