Question

【題目】地鐵可以緩解城市公交運(yùn)輸壓力，某學(xué)校綜合實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)們收集到地鐵機(jī)車和公交汽車在某段運(yùn)行區(qū)間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

××型號(hào) 地鐵機(jī)車	地鐵電力機(jī)車 功率106W	平均速度60km/h	牽引力5×104 N	額定載客量500人
××型號(hào) 公交汽車	燃油熱值 4×107 J/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(yùn)行需要多長(zhǎng)時(shí)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

【答案】
（1）解：地鐵運(yùn)行時(shí)間：t= = =0.03h．

消耗電能：W=Pt=30Kwh．

答：地鐵運(yùn)行需要0.03h，消耗30kWh電能；

（2）解：公交汽車行駛1.8km，消耗燃油：

m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg，

燃油燃燒放熱：

Q=mq=0.54kg×4×107J/kg=2.16×107J；

汽車效率：

η= ×100%= ×100%=25%．

答：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%；

【解析】（1）知道地鐵的運(yùn)行速度和路程，利用速度公式求運(yùn)行時(shí)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(jì)算燃油燃燒放出的熱量（總能量），知道牽引力和移動(dòng)的距離，計(jì)算出牽引力做功（有用能量），再利用效率公式求汽車效率
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解熱量的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及對(duì)熱機(jī)的概念和效率的理解，了解熱機(jī)：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，統(tǒng)稱為熱機(jī)．熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率．熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)．