Question

10．據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》網(wǎng)站的報(bào)道，德國(guó)大眾汽車公司近日宣布他們研制出了“世界上最省油的汽車”，百公里油耗僅約為1.0升，據(jù)悉這輛名為XL1的汽車的動(dòng)力由一臺(tái)小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)馬達(dá)及電池組提供，采用碳纖維材料的XL1的整車重量?jī)H為380kg，由于該車的特殊造型和材料，車輛勻速行駛時(shí)受到的阻力約為200N．（柴油的熱值為4.0×10⁷J/kg，密度為0.85×10³kg/m³）
試求：（1）1.0升柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量；
（2）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

Answer 1

分析 （1）知道柴油的質(zhì)量和熱值，根據(jù)Q=mq求出完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量；
（2）根據(jù)W=Fs求出行駛100km克服摩擦阻力做的功即為有用功，然后利用效率公式求出發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：
（1）燃燒柴油的體積V=1.0L=1.0×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量：Q_放=mq=ρVq=0.85×10³kg/m³×1.0×10^-3m³×4.0×10⁷J/kg=3.4×10⁷J；
（2）汽車行駛路程s=100km=1.0×10⁵m，
汽車克服阻力所做有用功W=Fs=fs=200N×1.0×10⁵m=2×10⁷J，
發(fā)動(dòng)機(jī)效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2×1{0}^{7}J}{3.4×1{0}^{7}J}$×100%≈58.8%．
答：（1）1.0升柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量為3.4×10⁷J；
（2）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是58.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量、做功、效率公式的靈活應(yīng)用，分清有用功和總功是關(guān)鍵，計(jì)算過程要注意單位的換算．