Question

17．宜昌市正在建设的“BRT”系统，是连接中心城区与外外围区域的快速公交系统，它具有专用的车道和站点，有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦．已知从起点海州站到终点墟沟站的距离约为36km，若“BRT”专用车的平均速80km/h．目前，由于堵车现象严重，再加上红绿灯较多，该路段开轿车上班的平均速度仅约40km/h．
（1）该系统运行后，乘坐“BRT”专用车比开轿车上班从起点到终点可以节约时间多少分钟？
（2）已知每辆“BRT“专用车一次往返平均耗油80L，而一辆轿车一次往返平均耗油7.25L．按每辆“BRT”专用车载客量相当于40辆轿车载客量计算，若40辆轿车上的乘客全部改乘一辆“BRT”专用车，往返可节约燃油．如果将一次往返节约的燃油完全燃烧释放的能量的50%用来烧水且全部被水吸收，可以将多少千克的水从10℃升高到90℃？（已知燃油的热值为3.2×l0⁷J/m³）
（3）根据以上信息请你写一条宜昌市正在建设的“BRT”系统启用后的优点．

Answer 1

分析 （1）知道路程和专用车的运行速度，根据公式v=$\frac{s}{t}$求出专用车的运行时间；知道路程和轿车的行驶速度，根据公式v=$\frac{s}{t}$求出轿车到终点的运行时间，减去专用车的时间即为节省的时间．
（2）已知每辆轿车的耗油量，可以得到40辆轿车的耗油量，此耗油量与公交车耗油量之差就是节约的汽油；已知汽油的热值和体积，可以得到放出的热量，根据效率求出水吸收的热量；已知吸收的热量、水的比热和初温度、末温度，利用m=$\frac{Q}{c△t}$得到水的质量．
（3）与一般车情况比较从节能、减轻污染、减轻交通压力的方面考虑．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得得，专用车从起点到终点的运行时间：
t₁=$\frac{s}{{v}_{1}}$=$\frac{36km}{80km/h}$=0.45h=27min；
乘坐轿车从起点到终点的运行时间：
t₂=$\frac{s}{{v}_{2}}$=$\frac{36km}{40km/h}$=0.9h=54min，
乘坐“BRT”专用车比开轿车上班从起点到终点可以节约时间：
△t=t₂-t₁=54min-27min=27min．
（2）40辆轿车消耗的汽油为V_总=40×7.25L=290L，
公交车节省的汽油为△V=V_总-V₀=290L-80L=210L=0.21m³，
这些汽油产生的热量为Q=qV=3.2×10⁷J/m³×0.21m³×=6.72×10⁶J，
则Q_吸=50%Q=50%×6.72×10⁶J=3.36×10⁶J，
由Q=cm△t得：
水的质量为m=$\frac{Q}{c△t}$=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（90℃-10℃）}$=10kg
（4）快速公交系统最大的优点：减轻城市交通压力；节约能源，减轻大气污染．
答：（1）专用车从起点到终点的运行时间为27min；
（2）可以将10kg的水从10℃升高到90℃；
（3）可以避免堵车现象；车速快，节省时间．

点评 此题是关于力学、热学知识应用的综合题，特别是第三小题，有一定的难度，解决时需要熟练的基础知识和迅速的对适用公式作出选择．