题目内容

17.如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况.该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.75L.假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,(已知:汽油的密度为0.8×103kg/m3,汽油的热值为4.5×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))求:
(1)消耗汽油的质量为多少kg?
(2)该汽车发动机做的有用功是多少?
(3)若1.75L汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可以使多少kg的水升高50℃?

分析 (1)知道汽油的体积,利用m=ρV求汽油的质量;
(2)利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量,知道效率,利用W有用=η×Q放求该汽车发动机做的有用功;
(3)由题知,Q吸=Q放,利用m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$求水的质量.

解答 解:
(1)汽油的体积V=1.75L=1.75dm3=1.75×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$得汽油的质量:
m=ρV=0.8×103kg/m3×1.75×10-3m3=1.4kg;
(2)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=1.4kg×4.5×107J/kg=6.3×107J,
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$得该汽车发动机做的有用功:
W有用=η×Q放=30%×6.3×107J=1.89×107J;
(3)由题知Q吸=Q放=1.89×107J,
由Q吸=cm△t得水的质量:
m水=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{1.89×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×50℃}$=90kg.
答:(1)消耗汽油的质量为1.4kg;
(2)该汽车发动机做的有用功是1.89×107J;
(3)若1.75L汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可以使90kg的水升高50℃.

点评 本题综合考查了学生对密度公式、物体升温吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的了解与掌握,计算时注意单位统一.

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