Question

一輛轎車以108km/h的速度在平直的公路上勻速行駛1.8km，在此過程中：
（1）若轎車發(fā)動機的功率為48.3kW，則該車行駛中所受阻力是多少？
（2）若轎車消耗汽油0.25kg，其發(fā)動機的效率為多大？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）
（3）若汽車停止行駛一段時間后，發(fā)動機水箱內的6kg水溫度從90℃降低到50℃，則水箱里的水放出多少熱量？【c_水＝4.2×10³J/（kg·℃）】

Answer 1

（1）1610N（2）25.2%（3）1.008×10⁶ J

由速度公式v=s/t與功率公式P="W" /t
得出功率與速度的關系式P=Fv，由于轎車勻速前進根據(jù)二力平衡的條件，就可求出轎車的牽引力也就是車所受的阻力；由熱值公式就可計算出轎車消耗汽油0.25kg放出的熱量，再根據(jù)做功公式就可計算出牽引力所做的功，由效率公式計算出發(fā)動機的效率；根據(jù)Q=cm△t求出水箱里的水放出的熱量．
（1）該車行駛的速度：
v=108km/h=30m/s，
該車行駛中的牽引力：
F="P" /v ="48300W" /30m/s =1610N，
因轎車勻速運動，牽引力和受到的阻力是一對平衡力，
所以阻力f=F=1610N；
（3）汽油燃燒釋放的熱量為：
W_總=Q=mq=0.25kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁷J，
牽引力做的有用功為：
W有用=Fs=1610N×1800m=2.898×10⁶J，
所以發(fā)動機效率為：
η=W_有/W_總 ×100%=2.898×10⁶J/1.15×10⁷J ×100%≈25.2%；
（3）水箱里的水放出的熱量：
Q_放=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×6kg×（90℃-50℃）=1.008×10⁶ J