Question

1．周末，爸爸開車帶明明到農(nóng)村的姥姥家看望姥姥，在某段公路上汽車勻速行駛1小時消耗汽油8L，若已知該汽車發(fā)動機的功率（即牽引力的功率）為23kW，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg，密度為0.75×10³kg/m³，g=10N/kg．試求在1h的行駛過程中：
（1）該汽車發(fā)動機的效率；
（2）若汽車行駛過程中損失的能量都被用來加熱水，則可以使多少千克水從20℃加熱至66℃？

Answer 1

分析 （1）利用公式W=Pt計算出了牽引力做的功（有用功）；知道消耗汽油的體積，利用m=ρV求其質(zhì)量，再利用Q=mq求汽油完全燃燒放出的熱量（總能量），再利用效率公式求汽車發(fā)動機的效率；
（2）汽車行駛過程中損失的能量等于汽油完全燃燒放出的熱量減去牽引力做的功，再利用Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量．

解答 解：
（1）由P=$\frac{W}{t}$得該汽車牽引力做的功：
W=Pt=23×10³W×1×3600s=8.28×10⁷J，
汽油的體積V=8L=8dm³=0.008m³，
汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.75×10³kg/m³×0.008m³=6kg，
完全燃燒放出的熱量為：
Q=mq=6kg×4.6×10⁷J/kg=2.76×10⁸J；
該汽車發(fā)動機的效率：
η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{8.28×1{0}^{7}J}{2.76×1{0}^{8}J}$×100%=30%．
（2）由題知，水吸收的熱量Q_吸=Q-W=2.76×10⁸J-8.28×10⁷J=1.932×10⁸J，
由Q_吸=cm△t得水的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{1.932×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（66℃-20℃）}$=1000kg．
答：（1）該汽車發(fā)動機的效率為30%；
（2）若汽車行駛過程中損失的能量都被用來加熱水，則可以使1000kg水從20℃加熱至66℃．

點評 本題為力學、熱學綜合題，考查了質(zhì)量、功、熱量、熱機效率的計算，考查得很全面，要求靈活應用相關公式，注意單位統(tǒng)一．