题目内容

4.随着人们环保意识的增强,最近好多家用汽车都该有燃烧天然气,一辆使用天然气为燃料的小汽车,以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20kw.若小汽车行驶的距离为100km,天然气的热值q=3.6×107J/m3,小汽车发动机的效率为30%.求小汽车在这段路程中:
(1)运动的时间;
(2)发动机所做的功;
(3)消耗天然气的体积.

分析 (1)已知路程和速度,根据v=$\frac{s}{t}$的变形功求出运动时间;
(2)已知功率和运动的时间,根据公式W=Pt可求发动机所做的功;
(3)根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出燃料燃烧放出的总能量,根据公式Q=qV可求消耗天然气的体积.

解答 解:(1)由v=$\frac{s}{t}$可知,运动的时间:t=$\frac{s}{v}$=$\frac{100km}{72km/h}$≈1.39h=5000s;
(2)发动机所做的功:W=Pt=20000W×5000s=1×108J;
(3)由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可得,燃烧天然气得到的总能量:Q=W总=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{1×1{0}^{8}J}{30%}$=3.3×108J;
由Q=qV可得,消耗天然气的体积:V=$\frac{Q}{q}$=$\frac{3.3×1{0}^{8}J}{3.6×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=9.2m3.
答:(1)运动的时间为5000s;
(2)发动机所做的功为1×108J;
(3)消耗天然气的体积为9.2m3.

点评 本题考查时间、做功和效率的计算,关键是公式及其变形的灵活应用,考查的知识点比较多,主要考查对所学物理知识的灵活应用能力.

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