Question

17．氫能被視為未來(lái)的理想清潔能源．隨著科技的不斷進(jìn)步，科學(xué)家能夠從植物中提取到氫，并且效率越來(lái)越高，34kg干燥的植物中可以提取lkg的氫．
（1）目前的節(jié)能小轎車每百公里耗油量可以降到5L，則這種節(jié)能小轎車每百公里消耗的汽油是多少kg？
（2）如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用氫能源來(lái)工作，效率可以達(dá)到60%．若一輛氫能源小轎車在從汕頭行駛到廣州大約500km的路程上，汽車的牽引力平均為1.68×l0³N．則：
①汽車從汕頭行駛到廣州，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了多少功？
②汽車需要消耗的氫大約是多少kg？（ρ_汽油≈0.7×l0³kg/m³；q_氫=1.4×l0⁸J/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)密度公式的變形式m=ρV即可直接算出質(zhì)量．
（2）先算出汽車行駛700km時(shí)牽引力所做的功（此功即為有用功），然后根據(jù)題中已知的效率，算出氫燃燒釋放的熱量，最后根據(jù)公式Q=mq就可以算出消耗的氫的質(zhì)量．

解答 解：（1）V=5L=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得5L汽油的質(zhì)量為：
m_汽油=q_汽油V_汽油=0.7×10³ kg/m³×5×10^-3 m³=3.5kg；
（2）從汕頭到廣州汽車牽引力所做的功為W=Fs=1.68×l0³ N×500×l0³m=8.4×l0⁸ J；
由η=$\frac{W}{Q}$得：汽車需要的總能量為：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{8}J}{60%}$=1.4×l0⁹J；
汽車消耗的氫的質(zhì)量由Q=qm得：
m_氫=$\frac{Q}{{q}_{氫}}$=$\frac{1.4×1{0}^{9}J}{1.4×1{0}^{8}J/kg}$=10kg．
答：（1）這種節(jié)能小轎車每百公里消耗的汽油是3.5kg；
（2）①汽車從汕頭行駛到廣州，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了1.4×l0⁹J的功；
②汽車需要消耗的氫大約是3.5kg．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生利用密度公式、效率公式、熱量公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，難度不是很大．解答本題需要注意的是要先把L換算成m³，把km換算成m，然后才能計(jì)算．