Question

17．四川峨眉汽车制造厂生产的某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10^-3m³（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，热值q=4×10⁷J/kg，求：
（1）该车行驶5.6km消耗汽油的质量；
（2）该车行驶5.6km消耗的燃油完全燃烧放出的热量；
（3）该车牵引力做的功是多少；
（4）已知热机效率η=$\frac{W}{Q}$（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

Answer 1

分析 （1）消耗燃油的质量，可利用密度公式计算；
（2）根据Q=mq算出放出的热量；
（3）求牵引力做的功，根据功的公式W=Fs进行计算，路程已知，由于汽车匀速行驶，所以汽车的牵引力F等于受到的阻力f
（4）将（2）中算出的功与（3）中算出的热量代入热机效率公式η=$\frac{W}{Q}$就可以算出该车的热机效率．

解答 解：（1）消耗燃油的质量：m=ρv=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg
（2）燃油完全燃烧放出的热量：Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J．
（3）因为汽车匀速行驶，所以F=f=3.0×10³N，
牵引力所做的功：W=Fs=3.0×10³N×5.6×10³m=1.68×10⁷J；
（4）热机效率：η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）该车行驶5.6km消耗汽油的质量是1.2kg；
（2）燃油完全燃烧放出的热量是4.8×10⁷J；
（3）专用车牵引力所做的功是1.68×10⁷J；
（4）该专用车的热机效率是35%．

点评 本题考查了质量、功的计算、热量的计算和热机效率的计算．由功到热量再到热机效率，一环扣一环，这类题能让学生对各物理量有一个整体性的掌握．