Question

学较专业课老师要测试某型号汽车的性能，他将汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油1.2kg．汽车匀速行驶时受到的阻力F=1.2×10³N．（汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg）
根据以上信息计算：
（1）该汽车在测试这段时间内做的功是多少？
（2）在测试时间内汽车有用的功率是多少？
（3）在测试时间内该汽车的效率是多少？并对其能量损失的原因进行分析（写出两条即可）．

Answer 1

（1）汽车在测试这段时间内做的总功：
W_总=Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×1.2kg=5.52×10⁷J；
（2）在测试时间内汽车的有用功率：
P_有==Fv=1.2×10³N×20m/s=2.4×10⁴W，
（3）在测试时间内汽车的有用功：
W_有用=P_有t=2.4×10⁴W×600s=1.44×10⁷J；
在测试时间内该汽车的效率：
η==≈26%．
能量损失的原因：①汽油没有完全燃烧；②废气带走一部分热量．
答：（1）该汽车在测试这段时间内做的功是5.52×10⁷J；
（2）在测试时间内汽车有用的功率是2.4×10⁴W；
（3）在测试时间内该汽车的效率是26%，能量损失有：汽油没有完全燃烧；废气带走一部分热量．
分析：（1）知道消耗的汽油和汽油的热值，利用燃料完全燃烧放热公式求汽车在测试这段时间内做的总功；
（2）知道汽车匀速行驶，则汽车的牵引力等于受到的阻力，利用P=Fv求在测试时间内汽车的有用功率；
（3）求出有用功，利用效率公式求汽油机的机械效率；从以下方面分析能量损失的原因：①汽油没有完全燃烧；②冷却水吸收了一部分热量；③废气带走一部分热量；④热传递损失一部分能量；⑤克服摩擦消耗一部分能量．
点评：本题考查了功的计算、功率的计算、效率的计算，要求灵活选用公式，涉及到汽油机工作时的能量损耗，属于难题．