Question

17．近年來，“低碳經(jīng)濟(jì)”成為社會(huì)的一個(gè)焦點(diǎn)之一，“低碳”其實(shí)就意味著節(jié)能，江淮汽車集團(tuán)致力于節(jié)能型汽車研制生產(chǎn)．該廠生產(chǎn)的某型號(hào)專用車在車輛測試中，在一段平直的公路上勻速行駛5.6km，受到阻力大小是3.0×10³N，消耗燃油1.5L（假設(shè)燃油完全燃燒），若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，熱值q=4.0×10⁷J/kg，求：
（1）專用車牽引力所做的功．
（2）該燃油完全燃燒時(shí)放出的熱量；
（3）已知熱機(jī)效率η=$\frac{W}{Q}$（式中W為熱機(jī)在某段時(shí)間內(nèi)對外所做的功，Q為它在這段時(shí)間內(nèi)所消耗的燃油所完全燃燒時(shí)放出的熱量），則該專用車的熱機(jī)效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由于汽車勻速行駛，所以汽車的牽引力F等于受到的阻力f，根據(jù)功的公式W=Fs進(jìn)行計(jì)算．
（2）要算燃油完全燃燒放出的熱量，需要先算出消耗燃油的質(zhì)量，然后根據(jù)Q=mq算出放出的熱量．
（3）利用熱機(jī)效率公式η=$\frac{W}{Q}$就可以算出該車的熱機(jī)效率．

解答 解：（1）因?yàn)槠�車勻速行駛，所以F=f=3.0×10³N，
牽引力所做的功：
W=Fs=3.0×10³N×5.6×10³m=1.68×10⁷J；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$得消耗燃油的質(zhì)量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J，
（3）專用車的熱機(jī)效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）專用車牽引力所做的功是1.68×10⁷J；
（2）燃油完全燃燒時(shí)放出4.8×10⁷J熱量；
（3）該專用車的熱機(jī)效率是35%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功的計(jì)算、熱量的計(jì)算和熱機(jī)效率的計(jì)算．由功到熱量再到熱機(jī)效率，一環(huán)扣一環(huán)，這類題能讓學(xué)生對各物理量有一個(gè)整體性的掌握．