Question

7．已知某型號(hào)的載重車在一段平直的高速公路上勻速行駛10.08km，所用時(shí)間是8min，消耗燃油3L（假設(shè)燃油完全燃燒），汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)的功率為63kW．若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，熱值為3.15×10⁷J/kg．求：
（1）燃油完全燃燒所放出的熱量為多少？
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少？
（3）汽車牽引力的大小為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燃油的熱值和燃燒燃油的質(zhì)量求出燃油完全燃燒放出熱量；
（2）根據(jù)公式W=Pt可求汽車行駛過程所做的功，利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$計(jì)算汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
（3）已知行駛的路程和所用的時(shí)間，根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$可求行駛速度．已知功率和速度，根據(jù)公式P=Fv可求牽引力的大�。�

解答 解：（1）消耗燃油的體積V=3L=3×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，燃油的質(zhì)量：m_油=ρV=0.8×10³kg/m³×3×10^-3m³=2.4kg，
燃油完全燃燒放出熱量：Q=qm=3.15×10⁷J/kg×2.4kg=7.56×10⁷J，
（2）汽車行駛過程所做的功：W=Pt=63×10³W×8×60s=3.024×10⁷J，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.024×1{0}^{7}J}{7.56×1{0}^{7}J}$×100%=40%；
（3）汽車行駛速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{10.08×1{0}^{3}m}{480}$=21m/s；
汽車牽引力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{6300W}{21m/s}$=3000N．
答：（1）燃油完全燃燒所放出的熱量為7.56×10⁷J；
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是40%；
（3）汽車行駛過程的牽引力是3000N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查速度、牽引力和效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，知道求速度先求總路程和總時(shí)間，難點(diǎn)是根據(jù)燃料的熱值和體積以及密度求釋放的熱量．