题目内容
【题目】某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表。在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170 km,共消耗汽油10 L。测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进。
驱动模式 | |
纯电动 | 启动、低速 |
油电混动 | 中速 |
纯燃油 | 高速 |
汽车质量 | 1 200 kg |
车轮与地面 总接触面积 | 0.096 m3 |
(1)向蓄电池充电时,将电能转化为________能;
(2)在水平道路中速匀速行驶过程中,若平均阻力为1 000 N,牵引力做的功是多少_____?
(3)在水平道路中速匀速行驶过程中,若该车的效率为53%,此过程最终使蓄电池电能增加了多少能量____?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油=0.7×103 kg/m3,q汽油=4.6×107 J/kg)
【答案】化学 1.7×108 J 6.6×105 J
【解析】
(2)由题可知,汽车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力
牵引力F牵=f=1 000 N
汽车牵引力做的功W机械=F牵s=1 000 N×1.7×105 m=1.7×108 J
(3)汽车消耗汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103 kg/m3×10×10-3 m3=7 kg
汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq汽油=7 kg×4.6×107 J/kg=3.22×108 J
由η=
×100%可得,内燃机输出的有用能量W有用=Q放η=3.22×108 J×53%=1.706 6×108 J
最终蓄电池增加的能量W=W有用-W机械=1.706 6×108 J-1.7×108 J=6.6×105 J
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