Question

9．随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入我国普通百姓家庭中，已知某国产轿车以48kW功率在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶时，每行驶100km消耗8L（1L=10^-3m³）汽油（ρ=0.71×10³kg/m³；q_汽油=4.6×10³J/kg）则：
（1）8L汽油完全燃烧时所产生的热量是多少焦？
（2）该汽车在这种状态下匀速行驶所受的阻力等于多少牛？
（3）该国产轿车的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）首先根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出汽车行驶100km消耗汽油的质量，然后根据Q=mq求出行驶100km消耗汽油放出的热量；
（2）由功率的公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv变形后求出牵引力，因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，由此求出阻力；
（3）根据W=Fs求出牵引力做的有用功，利用效率公式求出该轿车的效率．

解答 解：
（1）根据ρ=$\frac{m}{V}$可得，汽车行驶100km消耗汽油的质量：
m=ρV=0.71×10³kg/m³×8×10^-3m³=5.68kg；
行驶100km消耗汽油放出的热量：
Q_放=mq=5.68kg×4.6×10⁷J/kg=2.6128×10⁸J；
（2）v=108km/h=30m/s，
因为汽车做匀速直线运动，且P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以阻力f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{4.8×1{0}^{4}W}{30m/s}$=1600N；
（3）发动机牵引力F=f=1600N，
牵引力做的有用功W=Fs=1600N×10⁵m=1.6×10⁸J，
该轿车的效率：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.6×1{0}^{8}J}{2.6128×1{0}^{8}J}$×100%≈61.2%．
答：
（1）8L汽油完全燃烧放出的热量为2.6128×10⁸J；
（2）它所受到的阻力是1600N；
（3）汽车发动机的效率是61.2%．

点评 此题主要考查的是学生对密度、功率、功、热值、热机效率计算公式的理解和掌握，综合性较强，难度不大．