Question

2．某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶了4km，消耗汽油1L．已知汽油的密度为ρ_汽油=0.7×10³kg/m³，汽油的热值q_汽油=4.5×10⁷J/kg．假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，则：
（1）该型号汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？
（2）热机有利有弊，请写出两条使用热机对环境产生的不良影响．

Answer 1

分析 （1）知道消耗汽油的体积，利用密度公式求出汽油的质量；结合汽油的热值，利用Q_放=mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$的变形公式W=ηQ_放可求出牵引力做的功；知道前进的距离，利用公式W=Fs求出汽车的牵引力．知道汽车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，可求阻力；
（2）热机的对环境的影响包括两个方面，废气中主要包含二氧化碳、二氧化硫，会造成温室效应和酸雨；热机工作时会产生噪音．

解答 解：（1）汽油的体积：V=1L=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，汽油的质量：m=ρV=0.7×10³kg/m³×1×10^-3m³=0.7kg，
汽油完全燃烧放出热量：Q_放=mq_汽油=0.7kg×4.5×10⁷J/kg=3.15×10⁷J，
由效率公式η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，牵引力做的功：W=ηQ_放=40%×3.15×10⁷J=1.26×10⁷J；
由功的公式W=Fs可得，汽车的牵引力：F=$\frac{W}{s}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{4×1{0}^{3}m}$=3150N，
因为汽车做匀速直线运动，所以阻力f=F=3150N；
（2）热机工作时排出的废气会造成大气污染，产生的噪音会产生噪声污染．
答：（1）汽车在此过程中，受到的阻力是3150N；（2）使用热机会造成大气污染和形成噪声污染．

点评 本题考查了学生功的公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键，要求灵活运用所学公式．