Question

7．如圖所示，是最新一款無人駕駛汽車原型圖．該款車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時(shí)，消耗汽油1.5L．假設(shè)燃油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為30%，那么，在這段運(yùn)動(dòng)過程中，求：
（1）消耗汽油完全燃燒放出熱量為多少？
（2）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功是多少？
（3）該汽車的輸出功率為多少？（已知：汽油的密度為0.8×10³kg/m³，汽油的熱值為4.5×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)密度公式求出消耗汽油的質(zhì)量，根據(jù)Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）利用熱機(jī)效率公式η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可求出發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功；
（3）已知路程和速度，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可求出汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$計(jì)算汽車的輸出功率．

解答 （1）由ρ=$\frac{m}{v}$可得，消耗汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=1.2 kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁷J；
（2）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功：
W=ηQ_放=30%×5.4×10⁷J=1.62×10⁷J；
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{8km}{72km/h}$=$\frac{1}{9}$h=400s；
該汽車的輸出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.62×1{0}^{7}J}{400s}$=4.05×10⁴W．
答：（1）消耗汽油完全燃燒放出熱量為5.4×10⁷J；
（2）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功是1.62×10⁷J；
（3）該汽車的輸出功率為4.05×10⁴W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生功、功率的公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，明確哪些是有用能量、哪些是總能量是本題的關(guān)鍵，要求靈活運(yùn)用所學(xué)公式．