Question

13．已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW．若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，热值为3.2×10⁷J/kg，求：
（1）汽车行驶速度是多少？
（2）汽车行驶过程的牵引力是多大？
（3）消耗的燃油完全燃烧时所放出的热量是多少焦耳？

Answer 1

分析 （1）已知行驶的路程和所用的时间，根据公式v=$\frac{s}{t}$可求行驶速度．
（2）已知功率和速度，根据公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求牵引力的大小．
（3）根据燃油的热值和燃烧燃油的质量求出燃油完全燃烧放出热量．

解答 解：（1）汽车行驶速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{10080m}{8×60s}$=21m/s；
（2）由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，汽车牵引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{6.3×1{0}^{4}W}{21m/s}$=3.0×10³N．
（3）由$ρ=\frac{m}{V}$可得，消耗的燃油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×3×10^-3m³=2.4kg，
燃油完全燃烧放出热量：
Q=qm=3.2×10⁷J/kg×2.4kg=7.68×10⁷J，
答：（1）汽车行驶速度是21m/s．
（2）汽车行驶过程的牵引力是3.0×10³N．
（3）消耗的燃油完全燃烧时所放出的热量是7.68×10⁷J．

点评 本题考查速度、牵引力和热量的计算，关键是公式及其变形的应用，难点是根据燃料的热值和体积以及密度求释放的热量．