Question

14．位于西安高新區(qū)的民族自主品牌比亞迪汽車產(chǎn)業(yè)基地，其產(chǎn)業(yè)格局日漸完善并已迅速成長(zhǎng)為我國(guó)最具創(chuàng)新的新銳品牌．該廠某型號(hào)汽車在車型測(cè)試時(shí)，在一段平直的公路上以72km/h的速度勻速行駛了5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油的體積為1.5×10^-3m³（假設(shè)燃油完全燃燒，燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，熱值q=4×10⁷J/kg）求：
（1）燃油放出的熱量
（2）牽引力做的功及功率？
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率？

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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；路程已知，求牽引力做的功，根據(jù)功的公式W=Fs進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)公式P=Fv求出牽引力的功率；
（3）將（1）中算出的熱量與（2）中算出的功代入熱機(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）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗燃油的質(zhì)量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量：
Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J；
（2）因?yàn)槠�車勻速行駛�?br />所以牽引力F=f=3.0×10³N，
牽引力做的功：
W=Fs=3.0×10³N×5.6×10³m=1.68×10⁷J，
牽引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=Fv=3.0×10³N×20m/s=6.0×10⁴W；
（3）熱機(jī)效率η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：
（1）汽油完全燃燒放出的熱量是4.8×10⁷J；
（1）汽車牽引力所做的功為1.68×10⁷J，功率為6.0×10⁴W；
（3）該汽車的熱機(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，這類題能讓學(xué)生對(duì)各物理量有一個(gè)整體性的掌握．