Question

1．截止2014年底，中国汽车保有量为1.5亿辆，按照每辆汽车每年消耗1.8t，燃油的热值为4.6×10⁷J/Kg，则所有的汽车每年消耗的总能量是多少J？汽车内燃机的效率平均值为30%，如果能把汽车内燃机的效率提高3%，一年可以节约多少kg燃油？

Answer 1

分析 （1）根据Q=qm计算所有的汽车每年消耗的总能量；
（2）由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为η=$\frac{{W}_{有用}}{qm}$，所以可得η₁qm₁=η₂qm₂，知道每辆汽车每年耗油1.8t，可求每辆汽车每年节约燃油，继而根据全球的汽车数量可求全球可以节约的燃油．

解答 解：（1）全球所有汽车每年消耗的总能量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×1.5×10⁸×1.8×10³kg=1.242×10¹⁹J；
（2）内燃机效率提高3%，
即η₂=η₁+3%=30%+3%=33%，
因为η=$\frac{{W}_{有用}}{Q}$=$\frac{{W}_{有用}}{qm}$，
所以W_有用=ηqm，
内燃机效率提高后有用功是相同的，
即每辆汽车：η₁qm₁=η₂qm₂，
m₂=$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁，
则每辆汽车每年节约燃油：
△m=m₁-m₂=m₁-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁=（1-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$）m₁=（1-$\frac{30%}{33%}$）×1.8t≈0.164t；
全球可以节约的燃油：
△m_总=n△m=1.5×10⁸×0.164t=2.46×10⁷t；
答：所有的汽车每年消耗的总能量是1.242×10¹⁹J；全球可以节约的燃油2.46×10⁷t．

点评 本题考查了学生利用所学知识分析解释实际现象的能力，涉及到节能问题，要求灵活选用公式进行计算