Question

7．在我国随着人民生活水平的提高，不少农村家庭都购买了汽车，汽车开始进入普通百姓家庭．家住农村的小明同学家买了一辆崭新的奇瑞风云2三厢汽车，通过观察，小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识．
（1）如果散热器中装有5kg的水，在温度升高10℃的过程中，水吸收的热量是多少J．[已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若该车以20m/s速度匀速行驶100km 所消耗的汽油为5kg，汽车发动机输出功率为12kW，则汽车发动机效率是多少？（已知：汽油热值为4.6×l0⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）根据t=$\frac{s}{v}$求出行驶时间，根据Q_放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量，再根据W=Pt求出发动机做的有用功，根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出汽车发动机的效率．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×10℃
=2.1×10⁵J；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，行驶时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{100×1{0}^{3}m}{20m/s}$=5000s，
5kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J，
由P=$\frac{W}{t}$可得发动机做的功：
W=Pt=12000W×5000s=6×10⁷J，
汽车发动机的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{6×1{0}^{7}J}{2.3×1{0}^{8}J}$×100%≈26%．
答：（1）水吸收的热量是2.1×10⁵J；
（2）汽车发动机效率是26%．

点评 此题主要考查的是学生对吸热公式、速度公式、功率公式、热机效率计算公式的理解和掌握，虽知识点多、综合性强，但都属于基础，难度不大！