Question

一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2Kg．汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×10³N，汽油的热值q=4.6×10⁷J/Kg．问：
（1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？
（3）该汽车的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算汽油完全燃烧释放的热量．
（2）功率P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，由P=Fv可以求出汽车牵引力的功率．
（3）求出有用功，利用效率公式求汽油机的机械效率

解答：解：（1）汽油完全燃烧放出的热量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×1.2kg=5.52×10⁷J；
（2）汽车的速度v=72km/h=20m/s，
汽车牵引力做功的功率：
P_有=

Fs

t

=Fv=1.2×10³N×20m/s=2.4×10⁴W，
（3）在测试时间内汽车的有用功：
W_有用=P_有t=2.4×10⁴W×600s=1.44×10⁷J；
在测试时间内该汽车的效率：
η=

W有

W总

×100%=

1.44×107J

5.52×107J

×100%≈26%．
能量损失的原因：①汽油没有完全燃烧；②废气带走一部分热量．
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量是5.52×10⁷J；
（2）汽车牵引力做功的功率是2.4×10⁴W；
（3）汽车的效率是26%．

点评：本题考查了功的计算、功率的计算、效率的计算，要求灵活选用公式，涉及到汽油机工作时的能量损耗，属于难题．