Question

17．一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如图所示，消耗汽油1.5×10^-3m³（假设汽油完全燃烧）．若汽油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，汽油的热值为q=4×10⁷J/kg，求：
（1）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量；
（2）该汽车的热机效率；
（3）汽车输出的有用功．

Answer 1

分析 （1）知道汽油的体积和密度，根据m=ρV求出汽油的质量，又知道汽油的热值，根据Q_放=mq求出在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量；
（2）热机水的有用功和燃料完全燃烧放出的热量之比即为该汽车的热机效率；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$×100%求出汽车输出的有用功．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗汽油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J；
（2）该汽车的热机效率：
η=100%-33%-30%-7%=30%；
（3）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$×100%可得，汽车输出的有用功：
W_有用=ηQ_放=30%×4.8×10⁷J=1.44×10⁷J．
答：（1）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量为4.8×10⁷J；
（2）该汽车的热机效率为30%；
（3）汽车输出的有用功为1.44×10⁷J．

点评 本题考查了密度公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用，是一道较为简单的计算题．