Question

4．隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，最近好多家用汽車都該有燃燒天然氣，一輛使用天然氣為燃料的小汽車，以72km/h的速度在水平路面上勻速行駛時，發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率為20kw．若小汽車行駛的距離為100km，天然氣的熱值q=3.6×10⁷J/m³，小汽車發(fā)動機(jī)的效率為30%．求小汽車在這段路程中：
（1）運(yùn)動的時間；
（2）發(fā)動機(jī)所做的功；
（3）消耗天然氣的體積．

Answer 1

分析 （1）已知路程和速度，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$的變形功求出運(yùn)動時間；
（2）已知功率和運(yùn)動的時間，根據(jù)公式W=Pt可求發(fā)動機(jī)所做的功；
（3）根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出燃料燃燒放出的總能量，根據(jù)公式Q=qV可求消耗天然氣的體積．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可知，運(yùn)動的時間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{100km}{72km/h}$≈1.39h=5000s；
（2）發(fā)動機(jī)所做的功：W=Pt=20000W×5000s=1×10⁸J；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可得，燃燒天然氣得到的總能量：Q=W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{1×1{0}^{8}J}{30%}$=3.3×10⁸J；
由Q=qV可得，消耗天然氣的體積：V=$\frac{Q}{q}$=$\frac{3.3×1{0}^{8}J}{3.6×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=9.2m³．
答：（1）運(yùn)動的時間為5000s；
（2）發(fā)動機(jī)所做的功為1×10⁸J；
（3）消耗天然氣的體積為9.2m³．

點(diǎn)評 本題考查時間、做功和效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活應(yīng)用，考查的知識點(diǎn)比較多，主要考查對所學(xué)物理知識的靈活應(yīng)用能力．