题目内容

15.油电混合动力汽车有两种动力系统,汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快,所以可以降低油耗,行驶性能优越,而且.两种动力系统也可独立工作.某款混合动力汽车在一段平直的公路上匀速行驶,求:
(1)若汽车仅由汽油机提供动力,汽油机的效率是24%,在行驶l00km时消耗汽油12L,汽油机做的有用功是多少?(汽油的热值为5.0×l07J/L)
(2)若汽车仅由电动机提供动力,汽车同样行驶l00km,即电动机做与第(1)问中相同的有用功时,电动机消耗的电能为50kw•h,电能转化为机械能的效率是多少?
(3)请结合第(1)问和第(2)问的计算过程,比较该汽车两种动力系统的百公里能耗大小,并说明能耗不同的主要原因.

分析 (1)已知汽油的热值和消耗的体积,由Q放=qV可求汽油释放的能量,乘以效率就是汽油机做的有用功;
(2)已知汽油机做的有用功和消耗的电能,它们的比值就是电能转化为机械能的效率;
(3)由以上分析做相同的有用功时能耗大小,分析解答.

解答 解:(1)已知行驶l00km时消耗汽油12L,
汽油放出的能量,Q放=qV=5.0×l07J/L×12L=6×108J,
由η1=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$,
W有用=η1×Q放=24%×6×108J=1.44×108J;
(2)已知行驶l00km时电动机消耗的电能为50kw•h;
η2=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{电}}$=$\frac{1.44×1{0}^{8}J}{50×3.6×1{0}^{6}J}$=80%;
(3)由第(1)问和第(2)问的计算过程,可知该汽车两种动力系统的百公里能耗大小
Q放>W电,由以上计算可知,η1<η2,
能耗不同的主要原因是电动机的效率高于汽油机的效率.
答:(1)汽油机做的有用功是1.44×108J;(2)电能转化为机械能的效率是80%;(3)能耗不同的主要原因是电动机的效率高于汽油机的效率.

点评 本题综合考查了热机的效率,也是一道生活中的物理题,有其实用价值.对公式的把握和运用是基础,只要读好题,总体来说本题难度不大.

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