Question

一輛汽車以72km/h的速度勻速行駛10min，消耗的汽油為1.2Kg．汽車勻速行駛時受到的牽引力F=1.2×10³N，汽油的熱值q=4.6×10⁷J/Kg．問：
（1）這段時間內汽油完全燃燒放出的熱量是多少？
（2）這段時間內汽車牽引力做功的功率是多少？
（3）該汽車的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）根據燃料燃燒放出熱量公式Q=mq可計算汽油完全燃燒釋放的熱量．
（2）功率P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，由P=Fv可以求出汽車牽引力的功率．
（3）求出有用功，利用效率公式求汽油機的機械效率

解答：解：（1）汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×1.2kg=5.52×10⁷J；
（2）汽車的速度v=72km/h=20m/s，
汽車牽引力做功的功率：
P_有=

Fs

t

=Fv=1.2×10³N×20m/s=2.4×10⁴W，
（3）在測試時間內汽車的有用功：
W_有用=P_有t=2.4×10⁴W×600s=1.44×10⁷J；
在測試時間內該汽車的效率：
η=

W有

W總

×100%=

1.44×107J

5.52×107J

×100%≈26%．
能量損失的原因：①汽油沒有完全燃燒；②廢氣帶走一部分熱量．
答：（1）汽油完全燃燒放出的熱量是5.52×10⁷J；
（2）汽車牽引力做功的功率是2.4×10⁴W；
（3）汽車的效率是26%．

點評：本題考查了功的計算、功率的計算、效率的計算，要求靈活選用公式，涉及到汽油機工作時的能量損耗，屬于難題．