Question

18．隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已走進(jìn)家庭．一輛小轎車以某一速度在平直路面上勻速行駛100km，消耗汽油10L．若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅(qū)動(dòng)汽車做有用功，所用汽油的熱值為4.2×10⁷J/kg，密度為0.7×10³kg/m³，求：
（1）這些汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）這輛轎車以該速度勻速行駛時(shí)受到的阻力；
（3）這些汽油完全燃燒放出的熱量若被水全部吸收，可使多少kg的水升溫20℃．[水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）知道汽油的體積和密度，利用密度公式求汽油的質(zhì)量；又知道汽油的熱值，利用Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）求出了汽油完全燃燒放出的熱量，又知道汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅(qū)動(dòng)汽車做有用功，據(jù)此求出用來驅(qū)動(dòng)汽車做的有用功W；
知道轎車行駛的距離，根據(jù)W=Fs求轎車牽引力；
又知道轎車勻速行駛，根據(jù)F=f求勻速行駛時(shí)轎車受到的阻力；
（3）由題知，Q_吸=Q_放，知道水的比熱容，求出水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水的質(zhì)量．

解答 解：（1）汽油的體積V=10L=10×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{v}$得汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×10×10^-3m³=7kg，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=7kg×4.2×10⁷J/kg=2.94×l0⁸J；
（2）由題知，用來驅(qū)動(dòng)汽車做的有用功：
W_有=Q_放×30%=2.94×10⁸J×30%=8.82×10⁷J
由W_有=Fs得轎車牽引力：
F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{8.82×1{0}^{7}J}{100×1{0}^{3}m}$=882N，
又因?yàn)檗I車勻速行駛，
所以轎車受到的阻力：
f=F=882N．
（3）由題知，Q_吸=Q_放=2.94×10⁸J，
而Q_吸=cm（t-t₀）
即：2.94×10⁸J=4.2×10³J/（kg•℃）×m×20℃，
解得：m=3500kg．
答：（1）這些汽油完全燃燒放出的熱量為2.94×l0⁸J；
（2）這輛轎車以該速度勻速行駛時(shí)受到的阻力為882N；
（3）這些汽油完全燃燒放出的熱量若被水全部吸收，可使3500kg的水升溫20℃．

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)和熱學(xué)的綜合題，考查了密度公式、燃料完全燃燒放熱公式、功的公式、吸熱公式、二力平衡條件的掌握和運(yùn)用，雖知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．