Question

11．如图是一款无人驾驶汽车．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通情况．如果该车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶8km，消耗92号汽油1.5L．假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%．在此路段运动过程中，（汽油密度为0.8×10³kg/m³，汽油热值为4.5×10⁷J/kg），求：
（1）汽油是不可再生能源（选填“可再生能源”或者“不可再生能源”）；
（2）完全燃烧1.5L汽油释放的能量；
（3）该汽车在此路段运行时间是多少？
（4）该汽车发动机做的有用功是多少？

Answer 1

分析 （1）从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源．人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源，汽油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；
在自然界中可以不断再生、持续利用的能源，属于可再生能源；
（2）根据密度公式求出消耗汽油的质量，根据Q_放=mq求汽油完全燃烧放出的能量；
（3）由v=$\frac{s}{t}$变开公式求该汽车在此路段运行时间；
（4）利用热机效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$ 变形公式可求出发动机做的有用功．

解答 解：
（1）汽油是不可再生能源；
（2）汽油的体积V=1.5L=1.5×10^-3m³，由ρ=$\frac{m}{V}$得消耗汽油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg；
汽油完全燃烧释放的能量：
Q_放=mq=1.2kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁷J；
（3）由v=$\frac{s}{t}$得t=$\frac{s}{v}$，
如果该车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶8km，汽车运行时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{8km}{72km/h}$=$\frac{1}{9}$h=$\frac{1}{9}$×3600s=400s；
（4）由 η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$ 得汽车发动机做的有用功：
W_有=Q_放η=5.4×10⁷J×30%=1.62×10⁷J．
答：（1）不可再生能源；
（2）完全燃烧1.5L汽油释放的能量为5.4×10⁷J；
（3）该汽车在此路段运行时间是400s；
（4）该汽车发动机做的有用功是1.62×10⁷J．

点评 本题考查了学生对能源的分类、密度、热值、速度公式、能量利用效率公式的掌握和运用，明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键．