Question

一辆轿车以108km/h的速度在平直的公路上匀速行驶1.8km，在此过程中：
（1）若轿车发动机的功率为48.3kW，则该车行驶中所受阻力是多少？
（2）若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率为多大？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）
（3）若汽车停止行驶一段时间后，发动机水箱内的6kg水温度从90℃降低到50℃，则水箱里的水放出多少热量？（c_水=4.2×10³J/（kg?℃）．

Answer 1

解：（1）由P=Fv变形得：
F===1610N，
因匀速行驶，阻力和牵引力是一对平衡力，
所以阻力：f=F=1610N；
（2）牵引力做的功：
W=Fs=1610N×1.8×1000m=2.898×10⁶J，
汽油燃烧放出的热量：
Q=mq=0.25kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁷J，
发动机的效率：
η=×100%=×100%=25.2%；
（3）水放出的热量：
Q_放=cm（t₀-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×6kg×（90℃-50℃）=1.008×10⁶ J．
答：（1）该车行驶中所受阻力是1610N；
（2）发动机的效率为25.2%；
（3）水箱里的水放出1.008×10⁶ J热量．
分析：（1）已知功率为48.3kW，速度108km/h，根据P=Fv变形可求出汽车牵引力，因匀速行驶，阻力和牵引力是一对平衡力，可求出阻力大小；
（2）由牵引力和路程1.8km，根据W=FS可求出牵引力做的功，再根据Q=mq求出汽油燃烧放出的热量，最后根据η=求出发动机的效率；
（3）已知水的质量6kg，初温度90℃，末温度50℃，根据Q_放=cm（t₀-t）可求出水放出的热量．
点评：在第一问中，要注意运用公式P=Fv，注意单位统一；第二问中，要分清有用功和总能量．