Question

2013款大眾牌汽車說明書

自重	1.6t
2.0TFSI發(fā)動機	最大輸出功率10kW
蓄電池	工作電壓48V，最大輸出容量5A×6h
電動機	額定電壓48V，額定功率1kW
水箱	最大容量30L

柴電混合動力機，就是燃燒柴油的發(fā)動機、大容量的蓄電池及電動機的有機組合。它利用柴油機燃燒柴油產(chǎn)生動力，同時大容量的蓄電池又可以儲備柴油機工作時剩余的能量，再通過電動機產(chǎn)生動力，這樣也可以驅(qū)動小汽車運動，從而節(jié)約了能源。如圖所示，一輛大眾2013款小汽車在平直的路面上勻速前行36km。求：在這段平直的路面上

（1）若此時小汽車受到的阻力為1.0×10³N，則牽引力所做的功是多少？

（2）若蓄電池的最大輸出容量5A×6h表示工作電流為5A時，它最多可以提供電能6h。則該蓄電池工作時，最多可以向外提供多少J的電能？

（3）若水箱內(nèi)裝有20kg的水，可以從20℃升高到70℃，則水吸收的熱量是多少？

（4）若柴油的熱值q＝4×10⁷J/kg，柴電混合動力機將柴油完全燃燒放出的熱量轉(zhuǎn)化為機械功的效率為50%，則小汽車在這段平直的路面上消耗柴油的質(zhì)量是多少？

Answer 1

解：（1）勻速F=f=1.0×10³N      牽引力所做的功W=FS=1.0×10³N×3.6×10⁴m=3.6×10⁷J

  （2）蓄電池最多可以向外提供的電能W = UIt=48V×5A×6×3600s=8.84×10⁶J

  （3）水吸收的熱量Q_吸=Cm（t－t₀）=4.2×10³J/(kg·℃) ×20kg×（70℃－20℃）=4.2×10⁶J

  （4）柴油完全燃燒放出的熱量Q_放=W/η=3.6×10⁷J/50%=7.2×10⁷J

在這段平直的路面上消耗柴油的質(zhì)量m= Q_放/q=7.2×10⁷J/4×10⁷J/kg=1.8kg