Question

【题目】某公交车以天然气（主要成分是甲烷气体）为燃料，满载乘客时总质量是6000kg，车轮与地面接触总面积0.6m2．在满载情况正常行驶100km需要消耗天然气25m3，行驶中受到的平均阻力为车重的0.06倍。（已知该天然气的热值是3.6x107J/m3，g取10N/kg）

（1）为便于储存，可以通过___________和___________的方式对天然气进行液化处理？

（2）公交车满载静止时对水平地面的压强有多大_____？

（3）在满载情况下正常行驶时，公交车发动机的效率是多大_____？若能将损失掉的能量收集起来加以利用，则正常行驶100km损失掉的能量能将多少吨的水从20℃加热到沸腾_____？［标准大气压，c水=4.2x103J/（kg℃），结果保留1位小数］

Answer 1

【答案】 降低温度 ）压缩体积 公交车满载静止时对水平地面的压强为1×105Pa 在满载情况下正常行驶时，公交车发动机的效率是40% 正常行驶100km损失掉的能量能将1.6t的水从20℃加热到沸腾

【解析】（1）通过降低温度和压缩体积的方式，可以将天然气由气态变为液态，便于储存；（2）公交车满载时的总重力：G＝mg＝6000kg10N/kg＝60000N；静止时对水平地面的压力：F＝G＝60000N，受力面积S＝0.6m2，对地面的压强：p＝＝1×105Pa.（3）公交车行驶中受到的平均阻力f＝0.06G＝0.06×60000N＝3600N，因为公交车匀速行驶，所以公交车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，公交车受到的牵引力F＝f＝3600N，正常行驶100km牵引力做的功：W＝Fs＝3600N100103m＝3.6108J；天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝25m33.6107J/m3＝9108J，公交车发动机效率：η＝100%＝40%；损失掉的能量：Q损失＝Q放﹣W＝9108J﹣3.6108J＝5.4108J，由题意可知，水吸收的热量Q吸＝Q损失＝5.4×108J，由Q吸＝cm△t可得水的质量：m＝≈1607kg≈1.6t。