Question

6．全球汽車保有量在迅速增長(zhǎng)，截至2011年，全球處于使用狀態(tài)的汽車數(shù)量已突破10億輛．如果每輛汽車每天耗油量為5kg，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg；求：
（1）每輛汽車每天消耗汽油所產(chǎn)生的熱量是多少？（假設(shè)汽油完全燃燒）
（2）如果有輛汽車以46km/h的速度在勻速行駛，受到的阻力為2000N，這些油能供汽車勻速前進(jìn)1h，求汽車的效率是多少？
（3）如果將汽車內(nèi)燃機(jī)的效率提高百分之一，則全球每天可以節(jié)約多少千克燃油？（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）利用Q_放=mq計(jì)算汽油放出熱量；
（2）根據(jù)s=vt求出汽車運(yùn)動(dòng)的距離，再根據(jù)W=Fs求出汽車牽引力所做的功，然后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{Q}$求出轉(zhuǎn)化效率；
（3）由于內(nèi)燃機(jī)效率提高后有用功是相同的，因?yàn)棣?$\frac{{W}_{有}}{qm}$，所以可得η₁qm₁=η₂qm₂，知道每輛汽車每天耗油5kg，可求每輛汽車每天節(jié)約燃油，繼而根據(jù)全球的汽車數(shù)量可求全球可以節(jié)約的燃油．

解答 解：
（1）5kg汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可知，
汽車運(yùn)動(dòng)的距離為：s=vt=46km/h×1h=46km=4.6×10⁴m；
牽引力所做的功：W=Fs=2000N×4.6×10⁴m=9.2×10⁷J；
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化的效率：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{9.2×1{0}^{7}J}{2.3×1{0}^{8}J}$×100%=40%；
（3）每輛汽車做有用功所需燃油：5kg×40%=2kg，
內(nèi)燃機(jī)效率提高后為：40%+1%=41%，
效率提高后所需燃油量：$\frac{2kg}{41%}$≈4.9kg，
每輛車每天節(jié)約燃油：m=5kg-4.9kg=0.1kg，
10億輛車每年節(jié)約燃油：10⁹×0.1kg=1×10⁸kg；
答：
（1）每輛汽車每天消耗的汽油完全燃燒放出的熱量為2.3×10⁸J；
（2）汽車的效率為40%；
（3）如果能把內(nèi)燃機(jī)效率提高1%，全球每天可以節(jié)約1×10⁸kg燃油．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解釋實(shí)際現(xiàn)象的能力，涉及到節(jié)能問(wèn)題，要求靈活選用公式進(jìn)行計(jì)算．