Question

17．為了緩解城市公交運輸壓力，某市正在建造地鐵，某學(xué)校綜合實踐活動小組的同學(xué)們收集到地鐵機(jī)車和公交汽車在某段運行區(qū)間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)如表．

××型號地鐵機(jī)車	地鐵電力機(jī)車功率 106W	平均速度60km/h	牽引力5×106N	額定載客量500人
××型號公交汽車	燃油熱值4×107J/kg	平均速度15km/h	牽引力3000N	額定載客量40人

（1）甲、乙兩地鐵站相距1.8km，地鐵運行需要多長時間？消耗多少電能？
（2）公交汽車每千米消耗燃油0.3kg，行駛1.8km路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量？公交汽車的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道地鐵的運行速度和路程，利用速度公式求運行時間；又知道地鐵電力機(jī)車的功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（2）求出公交汽車行駛1.8km消耗燃油，計算燃油燃燒放出的熱量（總能量），知道牽引力和移動的距離，計算出牽引力做功（有用能量），再利用效率公式求汽車效率；

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，地鐵運行時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1.8km}{60km/h}$=0.03h=108s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的電能：
W=Pt=10⁶×10^-3kW×0.03h=30kW•h；
（2）公交汽車行駛1.8km，消耗燃油：
m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg，
燃油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=0.54kg×4×10⁷J/kg=2.16×10⁷J；
公交汽車的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{Fs}{Q}$×100%=$\frac{3000N×1.8×1{0}^{3}m}{2.16×1{0}^{7}J}$×100%=25%．
答：（1）地鐵運行需要108s，消耗30kW•h電能；
（2）行駛1.8km路程所消耗的燃油完全燃燒放出2.16×10⁷J熱量，公交汽車的效率是25%．

點評 本題考查了速度公式、電功公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、效率公式的應(yīng)用，從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．