Question

9．隨著人們生活水平的提高，轎車已逐步進(jìn)入我國(guó)普通百姓家庭中，已知某國(guó)產(chǎn)轎車以48kW功率在平直公路上以108km/h的速度勻速行駛時(shí)，每行駛100km消耗8L（1L=10^-3m³）汽油（ρ=0.71×10³kg/m³；q_汽油=4.6×10³J/kg）則：
（1）8L汽油完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量是多少焦？
（2）該汽車在這種狀態(tài)下勻速行駛所受的阻力等于多少牛？
（3）該國(guó)產(chǎn)轎車的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）首先根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出汽車行駛100km消耗汽油的質(zhì)量，然后根據(jù)Q=mq求出行駛100km消耗汽油放出的熱量；
（2）由功率的公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv變形后求出牽引力，因?yàn)槠�車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，由此求出阻力；
（3）根據(jù)W=Fs求出牽引力做的有用功，利用效率公式求出該轎車的效率．

解答 解：
（1）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，汽車行駛100km消耗汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.71×10³kg/m³×8×10^-3m³=5.68kg；
行駛100km消耗汽油放出的熱量：
Q_放=mq=5.68kg×4.6×10⁷J/kg=2.6128×10⁸J；
（2）v=108km/h=30m/s，
因?yàn)槠�車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以阻力f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{4.8×1{0}^{4}W}{30m/s}$=1600N；
（3）發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力F=f=1600N，
牽引力做的有用功W=Fs=1600N×10⁵m=1.6×10⁸J，
該轎車的效率：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.6×1{0}^{8}J}{2.6128×1{0}^{8}J}$×100%≈61.2%．
答：
（1）8L汽油完全燃燒放出的熱量為2.6128×10⁸J；
（2）它所受到的阻力是1600N；
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是61.2%．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)密度、功率、功、熱值、熱機(jī)效率計(jì)算公式的理解和掌握，綜合性較強(qiáng)，難度不大．