Question

【题目】如图所示为一款国产无人驾驶汽车上路进行测试行驶，该款车以10m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了3分钟，消耗汽油0.16kg．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，该款汽车的发动机效率为30%，在此过程中，求：

（1）若该车消耗的汽油完全燃烧，放出的热量全部被水吸收，可以使多少千克20℃水温度升高到100℃？

（2）该汽车发动机做的有用功是多少？输出功率是多少？

（3）该车匀速行驶时，牵引力是多大？

Answer 1

【答案】（1）21.9千克。（2）2.2×106J； 1.2×104W；（3）1.2×103N。

【解析】

（1）已知汽油的质量，利用Q放＝mq求汽油完全燃烧放出的热量，水吸收的热量和汽油放出的热量相等，求出水温度升高值，再根据Q吸＝cm△t的变形式求出水的质量；（2）利用效率公式的变形公式W＝ηQ放可求出牵引力做的功；知道汽车运动的时间，利用公式即可求出功率；（3）根据P＝Fv变形求出汽车匀速行驶时，牵引力的大小。

（1）汽油完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝0.16kg×4.6×107J/kg＝7.36×106J；因为Q吸＝Q放，所以水的质量： m水＝＝＝21.9kg；（2）由η＝可得汽车发动机做的有用功： W＝ηQ放＝30%×7.36×106J＝2.2×106J；汽车的输出功率： P＝＝＝1.2×104W；（3）由P＝Fv可得汽车匀速行驶时的牵引力：

F＝＝＝1.2×103N。