Question

10．如圖所示為××型轎車，下表列出該轎車的有關(guān)數(shù)據(jù)：

汽車的質(zhì)量950kg	汽車的額定功率40kW
每個輪胎與地面接觸面積500cm2	100km最大耗油量10L
汽油的密度0.75×103kg/m3	汽油的熱值4.6×107J/kg

（1）此車重多少牛？（g取10N/kg）
（2）假若該轎車在水平的路面上以額定功率做勻速直線運動，請計算該車10min內(nèi)牽引力所做的功；
（3）若在此過程中，轎車消耗汽油2.0kg，求發(fā)動機的效率為多大？
（4）分析發(fā)動機效率較低的原因．（答出兩條即可）

Answer 1

分析 （1）已知轎車質(zhì)量，利用G=mg可求得其重力；
（2）已知汽車的額定功率，利用W=Pt可求得汽車牽引力做功；
（3）已知在此過程中，轎車消耗汽油2.0kg，利用Q=mq可求得汽油完全燃燒放出的能量，再利用η=$\frac{W}{Q}$可求得發(fā)動機的效率；
（4）從燃料并未完全燃燒，熱機各零部件之間有摩擦等角度分析發(fā)動機效率較低的原因．

解答 解：（1）G=mg=950kg×10N/kg=9500N；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，汽車牽引力做功：W=Pt=40×10³W×10×60s=2.4×10⁷J；
（3）Q=mq=2.0kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁷J，
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{9.2×1{0}^{7}J}$×100%=26.1%；
（4）根據(jù)熱機效率的定義可知，熱機的效率比較低，說明熱機中燃料完全燃燒放出的能量中用來做有用功的部分比較少．
①燃料并未完全燃燒，使部分能量白白浪費掉了；
②熱機工作的排氣沖程要將廢氣排出，而排出的氣體中還具有內(nèi)能，另外汽缸壁等也會傳走一部分內(nèi)能；
③由于熱機各零部件之間有摩擦，需要克服做功而消耗部分能量；
④曲軸獲得的機械能也未完全用來對外做功，而有一部分傳給飛輪以維持其繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這部分雖然是機械能，但不能稱之為有用功．
答：（1）此車重9500N；
（2）該車10min內(nèi)牽引力所做的功為2.4×10⁷J；
（3）發(fā)動機的效率為26.1%；
（4）發(fā)動機效率較低的原因：①燃料并未完全燃燒，使部分能量白白浪費掉了；
②熱機工作的排氣沖程要將廢氣排出，而排出的氣體中還具有內(nèi)能，另外汽缸壁等也會傳走一部分內(nèi)能．

點評 此題涉及到功的計算、重力的計算、功率的計算、能量利用效率的計算等多個知識點，是一道綜合性較強的題目．