Question

【题目】当前新能源汽车日益普及，某品牌新能源汽车一次最多能装入18kg硼和45L水，利用二者反应产生的能量，相当于3.5L汽油完全燃烧产生的能量。当该车以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，燃料的能量转化为机械能的效率为80%，该轿车的质量是1.6t，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。（汽油的热值为4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）发动机的牵引力为多大？

（2）发动机的有用功率多大？

（3）一次加满燃料可以供该车行驶多少千米？

（4）请说出使用该车的优点（一条即可）。

Answer 1

【答案】（1）1.6×103N；（2）4.8×104W；（3）64.4km；（4）对环境无污染。

【解析】

（1）汽车受到的重力：G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N；

汽车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N；

因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F＝f＝1.6×103N；

（2）汽车的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s，

由P＝＝＝Fv得，汽车的功率：

P＝Fv＝1.6×103N×30m/s＝4.8×104W；

（3）汽油的质量m′＝ρV＝0.8×103kg/m3×3.5×10﹣3m3＝2.8kg，

3.5L汽油完全燃烧时放出的热量：

Q放＝m′q＝2.8kg×4.6×107J/kg＝1.288×108J；

由η＝得，一次加满燃料汽车发动机做功：

W＝ηQ放＝80%×1.288×108J＝1.0304×108J；

由W＝Fs得，汽车最多行驶的路程：

s＝＝＝6.44×104m＝64.4km；

（4）水和硼反应产生氢，氢再进入内燃机燃烧，生成物是水，对环境无污染。