Question

5．我国汽车保有量在迅速增长，截至2013年，我国处于使用状态的汽车数量已突破1亿辆．每辆汽车每年耗油1.8吨，汽车内燃机的效率平均取值30%．如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油5.8×10⁶t，相当于煤炭8.9×10⁶t（煤油的热值为4.6×10⁷J/kg，煤炭的热值为3.0×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{W}{qm}$，所以可得η₁qm₁=η₂qm₂，知道每辆汽车每年耗油1.8t，可求每辆汽车每年节约燃油，继而根据我国的汽车数量可求我国可以节约的燃油；然后根据煤油的热值与煤炭的热值的倍数关系求出节约煤炭的质量．

解答 解：
因为内燃机效率提高1%，
所以η₂=η₁+1%=30%+1%=31%，
因为η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{W}{qm}$，
所以W=ηqm，
因为内燃机效率提高后有用功是相同的，
所以每辆汽车：η₁qm₁=η₂qm₂，
所以m₂=$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁，
则每辆汽车每年节约燃油：
△m=m₁-m₂=m₁-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$m₁=（1-$\frac{{η}_{1}}{{η}_{2}}$）m₁=（1-$\frac{30%}{31%}$）×1.8t≈0.058t；
所以我国可以节约的燃油：
△m_总=n△m=1.0×10⁸×0.058t=5.8×10⁶t；
根据Q=qm可知，如果燃油和煤炭放出相同的热量则有：q_油m_油=q_煤m_煤；
所以m_煤=$\frac{{q}_{油}}{{q}_{煤}}$m_油=$\frac{4.6×1{0}^{7}J/kg}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$×5.8×10⁶t≈8.9×10⁶t．
故答案为：5.8×10⁶；8.9×10⁶．

点评 本题考查了学生利用所学知识分析解释实际现象的能力，设计到设计节能问题，要求灵活选用公式进行计算．