Question

17．近年来，“低碳经济”成为社会的一个焦点之一，“低碳”其实就意味着节能，江淮汽车集团致力于节能型汽车研制生产．该厂生产的某型号专用车在车辆测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到阻力大小是3.0×10³N，消耗燃油1.5L（假设燃油完全燃烧），若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，热值q=4.0×10⁷J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功．
（2）该燃油完全燃烧时放出的热量；
（3）已知热机效率η=$\frac{W}{Q}$（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油所完全燃烧时放出的热量），则该专用车的热机效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由于汽车匀速行驶，所以汽车的牵引力F等于受到的阻力f，根据功的公式W=Fs进行计算．
（2）要算燃油完全燃烧放出的热量，需要先算出消耗燃油的质量，然后根据Q=mq算出放出的热量．
（3）利用热机效率公式η=$\frac{W}{Q}$就可以算出该车的热机效率．

解答 解：（1）因为汽车匀速行驶，所以F=f=3.0×10³N，
牵引力所做的功：
W=Fs=3.0×10³N×5.6×10³m=1.68×10⁷J；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$得消耗燃油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J，
（3）专用车的热机效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）专用车牵引力所做的功是1.68×10⁷J；
（2）燃油完全燃烧时放出4.8×10⁷J热量；
（3）该专用车的热机效率是35%．

点评 本题考查了功的计算、热量的计算和热机效率的计算．由功到热量再到热机效率，一环扣一环，这类题能让学生对各物理量有一个整体性的掌握．