Question

16．隨著人們生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進了很多普通家庭．最近某同學(xué)家也購買了一輛小汽車，他發(fā)現(xiàn)汽車上許多地方都用到了物理知識，下面是他思考的一些問題，請你和他一起解答．
（1）若汽車油箱能裝0.06m³的汽油，密度為0.71×10³kg/m³，則油箱最多可以裝多少kg的汽油？
（2）若汽車以20m/s的速度勻速行駛100km時，所消耗的汽油味5kg，該汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg，汽車發(fā)動機的輸出功率為12kW，則：
①5kg汽油完全燃燒放出的熱量是多少J？
②發(fā)動機做的有用功是多少？
③汽車發(fā)動機的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道汽油的體積，利用m=ρV求出汽油的質(zhì)量；
（2）①利用Q=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量；
②根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出行駛時間，利用W=Pt求出發(fā)動機做的有用功；
③汽車發(fā)動機的效率等于發(fā)動機做的有用功與汽油完全燃燒放出的熱量之比．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.71×10³kg/m³×0.06m³=42.6kg；
（2）①5kg汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J；
②由v=$\frac{s}{t}$可得，行駛100km需要的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{100×1{0}^{3}m}{20m/s}$=5000s，
由P=$\frac{W}{t}$可得發(fā)動機做的有用功：
W=Pt=12000W×5000s=6×10⁷J；
③汽車發(fā)動機的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{6×1{0}^{7}J}{2.3×1{0}^{8}J}$×100%≈26%；
答：（1）油箱最多可以裝42.6kg的汽油；
（2）①5kg汽油完全燃燒放出的熱量是2.3×10⁸J；
②發(fā)動機做的有用功是6×10⁷J；
③汽車發(fā)動機的效率是26%．

點評 本題為力學(xué)和熱學(xué)綜合題，考查了密度公式、燃料完全燃燒放熱公式、功率公式、熱機效率公式的應(yīng)用，雖知識點多、綜合性強，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．