1、专题06 机械能与化学能的转化模型1“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以200m/s的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg，已知飞机发动机提供的机械功率是3.2107W，航空煤油的热值为q4.0107J/kg。则在这1h内：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？（2）该发动机的热机效率是多大？2随着重视环境，新能源车开始普及。某品牌纯电动汽车续航里程约为500km，电池容量为。普通家用充电桩充电功率为7kW。另一品牌燃油
2、车油箱容积为80L，匀速行驶时能提供的牵引力大约是2000N，加满一箱汽油大约能匀速行驶400km。（1）若使用普通家用充电桩，给上述纯电动汽车充满一次电需要多长时间？（2）上述燃油车加满一箱油，油的质量是多少？（汽油密度取0.7103kg/m3）（3）上述燃油车一箱汽油完全燃烧能释放多少热量？（汽油的热值取4.5107J/kg）（4）上述燃油车的热机效率大约是多少？（小数点后保留1位小数）3新能源汽车取代传统燃油汽车已是发展趋势。某品牌纯电汽车续航里程约为500km，电池容量为76kWh。普通家用充电桩充电功率为8kW。同类型号的燃油车油箱容积为60L，匀速行驶时能提供的牵引力大约是500N
3、，加满一箱汽油能匀速行驶800km。（汽油密度取0.7103kg/m3，汽油的热值为4.5107J/kg）（1）若使用普通家用充电桩，给上述纯电汽车充满一次电需要多长时间？（2）上述燃油车的热机效率大约是多少？（3）计算两种汽车的百公里能耗，并说明能耗不同的主要原因。4如图所示为某种型号的多功能洒水车，它空载时的质量为3t，配备了一个内深为1m的大容量水箱，底部有一个面积为0.003m2的放水孔。若多功能洒水车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力恒为总重的0.08倍，某次该车满载（装满）后由静止开始在水平面上启动，在启动（加速）过程中，发动机消耗100g柴油。测得汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间
4、的变化情况分别如图甲和图乙所示。已知g=10N/kg，水=1.0103kg/m3，q柴油=4.0107J/kg，燃油完全燃烧。求：（1）该洒水车满载时，若用质量不计的小钢片从外部堵住放水孔，则需对小钢片施加的外力至少是多少N？（2）该洒水车在启动（加速）过程中热机效率是多少？（3）该洒水车水箱的容积是多少m3？5如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的汽车，其质量为1.5t，车轮与地面接触的总面积为750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km，用时10min，消耗汽油2kg，这一过程中汽车发动机的输出功率为46kW，求：（汽油热值为q汽4.6107J/kg，g取10N/kg）（1）汽车在
5、该路段的速度；（2）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强；（3）在这一过程中汽车受到的阻力；（4）在这一过程中汽车发动机的效率。6如图所示是庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵式，我国自主研发的具有世界先进水平的99A式主战坦克通过天安门广场接受检阅时的画面。已知一辆99A式坦克的质量为52t，其静止在地面上时履带与地面的接触面积为4m2。若坦克以5m/s的速度匀速在天安门广场上通过500m的距离时，坦克发动机的功率为1000kW。（柴油的热值q取4107J/kg，g取10N/kg，发动机的效率为40%）求：（1）坦克静止时对水平地面上的压强？（2）坦克受到的阻力是多少？（3）坦克消耗柴油的质
6、量是多少？7我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知汽车的总质量为2t，该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.2倍，汽车在此过程中消耗的汽油产生了1107J热量。（g取10N/kg）求在该段测试过程中：（1）汽车的行驶速度；（2）汽车受到的重力；（3）汽车的牵引力做的功；（4）汽车发动机的热机效率。8一台推土机的推力为，匀速推着土总行程达800m，共消耗2kg柴油，求该推土机装的柴油机的热机效率。柴油热值（），求：（1）推土机做的有用功；（2）柴油完全燃烧放出的热量；（3）柴油机效率。9氢气动力汽车环保、高效，一辆氢气动力试验汽车的
7、总质量为，2min内汽车在水平路面上匀速行驶了，消耗了30g的氢气此过程汽车发动机产生的牵引力为。（氢气的热值取，水的比热容为，g取（）求：（1）氢气完全燃烧放出的热量可以使的水升高多少；（2）汽车牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。10中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志，如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，氢的热值为1.4108J/kg。（1）某火箭发射时携带6104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20的水加热至沸腾？【c水=4.2103J/（kg），当地大气压为
8、1标准大气压】（2）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧，某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶20min，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。11在山区一般喜欢买大排量的车子，为了节能减排，我们内地一般不必要买太大排量的车。一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离，消耗了汽油，其发动机的效率为，则在这段运动过程中，已知：汽油的热值为求：（1）汽油完全燃烧放出的热量；（2）该汽车发动机做的有用功；（3）该车在高速路上匀速行驶时平均牵引力为，则燃烧汽油行驶的距离。12随着人们生活水平的提高，小汽车已经成为一种普遍的代步工具，小伟家新买了一辆小汽车。国庆节他和家人准备前往青青草原吃手抓羊肉，在出发前到加油站加了40L的汽油，假设他们一直以90km/h的速度匀速行驶，汽车受到的平均阻力为1150N，汽油的密度约为0.7103kg/m3，汽油的热值为4.6107J/kg。（1）小汽车匀速行驶时，牵引力的功率是多少？（2）若这次旅游全程往返400km，所加的汽油也刚好用完（假设汽油能完全燃烧），求这辆小汽车发动机的热机效率（结果保留1位小数）。
