Question

17．氢能被视为未来的理想清洁能源．随着科技的不断进步，科学家能够从植物中提取到氢，并且效率越来越高，34kg干燥的植物中可以提取lkg的氢．
（1）目前的节能小轿车每百公里耗油量可以降到5L，则这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是多少kg？
（2）如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%．若一辆氢能源小轿车在从汕头行驶到广州大约500km的路程上，汽车的牵引力平均为1.68×l0³N．则：
①汽车从汕头行驶到广州，汽车发动机做了多少功？
②汽车需要消耗的氢大约是多少kg？（ρ_汽油≈0.7×l0³kg/m³；q_氢=1.4×l0⁸J/kg）

Answer 1

分析 （1）根据密度公式的变形式m=ρV即可直接算出质量．
（2）先算出汽车行驶700km时牵引力所做的功（此功即为有用功），然后根据题中已知的效率，算出氢燃烧释放的热量，最后根据公式Q=mq就可以算出消耗的氢的质量．

解答 解：（1）V=5L=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得5L汽油的质量为：
m_汽油=q_汽油V_汽油=0.7×10³ kg/m³×5×10^-3 m³=3.5kg；
（2）从汕头到广州汽车牵引力所做的功为W=Fs=1.68×l0³ N×500×l0³m=8.4×l0⁸ J；
由η=$\frac{W}{Q}$得：汽车需要的总能量为：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{8}J}{60%}$=1.4×l0⁹J；
汽车消耗的氢的质量由Q=qm得：
m_氢=$\frac{Q}{{q}_{氢}}$=$\frac{1.4×1{0}^{9}J}{1.4×1{0}^{8}J/kg}$=10kg．
答：（1）这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是3.5kg；
（2）①汽车从汕头行驶到广州，汽车发动机做了1.4×l0⁹J的功；
②汽车需要消耗的氢大约是3.5kg．

点评 本题考查了学生利用密度公式、效率公式、热量公式进行简单的计算，难度不是很大．解答本题需要注意的是要先把L换算成m³，把km换算成m，然后才能计算．