Question

12．工廠為了測試汽車發(fā)動機的效率，（發(fā)動機的效率指發(fā)動機把汽油完全燃燒放出的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的效率）讓汽車在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛2.3km．在這個過程中發(fā)動機消耗汽油質(zhì)量0.5kg，已知轎車發(fā)動機的功率為70kW，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg．則
（1）小汽車在行駛過程中受到的阻力多少？
（2）汽油完全燃燒放出的熱量是多少？
（3）汽車發(fā)動機的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由速度公式v=$\frac{s}{t}$與功率公式P=$\frac{W}{t}$得出功率與速度的關系式P=Fv，由于汽車在勻速前進，根據(jù)二力平衡的條件，就可求出轎車的牽引力也就是車所受的阻力；
（2）由熱值公式就可計算出轎車消耗汽油0.5kg放出的熱量；
（3）根據(jù)做功公式就可計算出牽引力所做的功，由效率公式計算出發(fā)動機的效率；

解答 解：（1）v=90km/h=90×$\frac{1}{3.6}$m/s=25m/s，
因為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以，小汽車在行駛過程中的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{7×1{0}^{4}W}{25m/s}$═2800N，
由于汽車在勻速前進，
所以根據(jù)二力平衡的條件可得，小汽車在行駛過程中受到的阻力：
f=F=2800N；
（2）汽油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=0.5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁷J；
（3）汽車牽引力做的功：
W=Fs=2800N×2.3×10³m=6.44×10⁶J，
汽車發(fā)動機的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{6.44×1{0}^{6}J}{2.3×1{0}^{7}J}$×100%=28%．
答：（1）小汽車在行駛過程中受到的阻力為2800N；
（2）汽油完全燃燒放出的熱量是2.3×10⁷J；
（3）汽車發(fā)動機的效率是28%．

點評 本題考查了速度公式、功率公式及做功公式、效率公式和熱量的計算以及二力平衡條件的應用，公式及其變形式的靈活運用是關鍵．