Question

6．全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆．如果每辆汽车每天耗油量为5kg，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg；求：
（1）每辆汽车每天消耗汽油所产生的热量是多少？（假设汽油完全燃烧）
（2）如果有辆汽车以46km/h的速度在匀速行驶，受到的阻力为2000N，这些油能供汽车匀速前进1h，求汽车的效率是多少？
（3）如果将汽车内燃机的效率提高百分之一，则全球每天可以节约多少千克燃油？（结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）利用Q_放=mq计算汽油放出热量；
（2）根据s=vt求出汽车运动的距离，再根据W=Fs求出汽车牵引力所做的功，然后根据η=$\frac{{W}_{有}}{Q}$求出转化效率；
（3）由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为η=$\frac{{W}_{有}}{qm}$，所以可得η₁qm₁=η₂qm₂，知道每辆汽车每天耗油5kg，可求每辆汽车每天节约燃油，继而根据全球的汽车数量可求全球可以节约的燃油．

解答 解：
（1）5kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
（2）根据v=$\frac{s}{t}$可知，
汽车运动的距离为：s=vt=46km/h×1h=46km=4.6×10⁴m；
牵引力所做的功：W=Fs=2000N×4.6×10⁴m=9.2×10⁷J；
汽车发动机能量转化的效率：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{9.2×1{0}^{7}J}{2.3×1{0}^{8}J}$×100%=40%；
（3）每辆汽车做有用功所需燃油：5kg×40%=2kg，
内燃机效率提高后为：40%+1%=41%，
效率提高后所需燃油量：$\frac{2kg}{41%}$≈4.9kg，
每辆车每天节约燃油：m=5kg-4.9kg=0.1kg，
10亿辆车每年节约燃油：10⁹×0.1kg=1×10⁸kg；
答：
（1）每辆汽车每天消耗的汽油完全燃烧放出的热量为2.3×10⁸J；
（2）汽车的效率为40%；
（3）如果能把内燃机效率提高1%，全球每天可以节约1×10⁸kg燃油．

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，涉及到节能问题，要求灵活选用公式进行计算．