Question

11．如圖是一款無人駕駛汽車．汽車自動駕駛時使用雷達傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通情況．如果該車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛8km，消耗92號汽油1.5L．假設(shè)汽油完全燃燒，汽油機的效率為30%．在此路段運動過程中，（汽油密度為0.8×10³kg/m³，汽油熱值為4.5×10⁷J/kg），求：
（1）汽油是不可再生能源（選填“可再生能源”或者“不可再生能源”）；
（2）完全燃燒1.5L汽油釋放的能量；
（3）該汽車在此路段運行時間是多少？
（4）該汽車發(fā)動機做的有用功是多少？

Answer 1

分析 （1）從能源是否可再利用的角度可把能源分為可再生能源和不可再生能源．人類開發(fā)利用后，在現(xiàn)階段不可能再生的能源，屬于不可再生能源，汽油屬于化石燃料，不能短時期內(nèi)從自然界得到補充，屬于不可再生能源；
在自然界中可以不斷再生、持續(xù)利用的能源，屬于可再生能源；
（2）根據(jù)密度公式求出消耗汽油的質(zhì)量，根據(jù)Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的能量；
（3）由v=$\frac{s}{t}$變開公式求該汽車在此路段運行時間；
（4）利用熱機效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$ 變形公式可求出發(fā)動機做的有用功．

解答 解：
（1）汽油是不可再生能源；
（2）汽油的體積V=1.5L=1.5×10^-3m³，由ρ=$\frac{m}{V}$得消耗汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg；
汽油完全燃燒釋放的能量：
Q_放=mq=1.2kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁷J；
（3）由v=$\frac{s}{t}$得t=$\frac{s}{v}$，
如果該車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛8km，汽車運行時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{8km}{72km/h}$=$\frac{1}{9}$h=$\frac{1}{9}$×3600s=400s；
（4）由 η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$ 得汽車發(fā)動機做的有用功：
W_有=Q_放η=5.4×10⁷J×30%=1.62×10⁷J．
答：（1）不可再生能源；
（2）完全燃燒1.5L汽油釋放的能量為5.4×10⁷J；
（3）該汽車在此路段運行時間是400s；
（4）該汽車發(fā)動機做的有用功是1.62×10⁷J．

點評 本題考查了學(xué)生對能源的分類、密度、熱值、速度公式、能量利用效率公式的掌握和運用，明確哪些是有用能量、哪些是總能量是本題的關(guān)鍵．