Question

7．泰安五岳專用汽車有限公司是一家大型的特種專用汽車生產(chǎn)基地．該廠某型號(hào)專用車在車型測(cè)試中，在一段平直的公路上勻速行駛6000m，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10^-3m³（假設(shè)燃油完全燃燒）．若燃油的密度為ρ=0.8×10³ kg/m³，熱值q=4×10⁷J/kg，C_水=4.2×10³J/（kg•℃）求：
（1）專用車牽引力所做的功．
（2）則該專用車的熱機(jī)效率是多少？
（3）汽車在行駛中是靠水箱內(nèi)的水給發(fā)動(dòng)機(jī)降溫的，若水箱內(nèi)水的質(zhì)量為3kg，勻速行駛5.6km后，水溫從20℃升高到70℃，求這段時(shí)間內(nèi)水帶走的熱量．
（4）請(qǐng)你簡(jiǎn)要說(shuō)明用水做為冷卻劑的好處是？

Answer 1

分析 （1）車勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，牽引力做的功就是克服阻力做的功，利用功的公式計(jì)算即可；
（2）已知燃油的熱值和燃油的量，利用熱值公式計(jì)算放出的熱量，利用效率公式計(jì)算即可；
（3）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水帶走的熱量；
（4）比熱容較大，質(zhì)量相同、升高相同的溫度時(shí)，吸收的熱量多．

解答 解：
（1）由題知，專用車在一段平直的公路上勻速行駛，所以牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，
所以牽引力F=f=3.0×10³N，
所以牽引力做的功：W=Fs=3.0×10³N×6×10³m=1.8×10⁷J；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗燃油的質(zhì)量：m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量：Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J，
專用車的熱機(jī)效率：η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.8×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=37.5%；
（3）這段時(shí)間內(nèi)水帶走的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×（70℃-20℃）=6.3×10⁵J；
（4）用水做冷卻劑，是因?yàn)樗�的比熱容較大，質(zhì)量相同的水和其它液體相比較，升高相同的溫度時(shí)，水吸收的熱量多，冷卻效果好．
答：（1）專用車牽引力所做的功是1.68×10⁷J；
（2）該專用車的熱機(jī)效率是37.5%；
（3）這段時(shí)間內(nèi)水帶走的熱量6.3×10⁵J；
（4）水的比熱容較大，質(zhì)量相同的水和其它液體相比較，升高相同的溫度時(shí)，水吸收的熱量多，冷卻效果好．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及的物理知識(shí)多，有力學(xué)知識(shí)力的平衡、力做功，熱學(xué)知識(shí)熱量的計(jì)算以及效率等知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生要熟練掌握物理公式，并靈活的運(yùn)用到計(jì)算中去．