Question

7．某型號專用車在測試中，在一段平直的公路上勻速行駛6km用時5分鐘，車受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10^-3m³（假設(shè)燃油完全燃燒）．若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，熱值q=4×10⁷J/kg，
求：（1）專用車牽引力所做的有用功功率？
（2）這些燃油完全燃燒放出的熱量？
（3）則該專用車的熱機(jī)效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由于汽車勻速行駛，所以汽車的牽引力F等于受到的阻力f，根據(jù)功的公式W=Fs進(jìn)行計算，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求得牽引力所做的有用功功率．
（2）要算燃油完全燃燒放出的熱量，需要先算出消耗燃油的質(zhì)量，然后根據(jù)Q=mq算出放出的熱量．
（3）將（1）中算出的功與（2）中算出的熱量代入熱機(jī)效率公式η=$\frac{W}{Q}$就可以算出該車的熱機(jī)效率．

解答 解：（1）因為汽車勻速行駛，所以F=f=3.0×10³N，
牽引力所做的功：W=Fs=3.0×10³N×6×10³m=1.8×10⁷J．
牽引力所做的有用功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{7}J}{5×60s}$=6×10⁴W，
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗燃油的質(zhì)量：m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃燒放出的熱量：Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J．
（3）熱機(jī)效率：η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.8×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=37.5%．
答：（1）專用車牽引力所做的有用功功率為6×10⁴W．
（2）這些燃油完全燃燒放出的熱量為4.8×10⁷J．
（3）則該專用車的熱機(jī)效率是37.5%．

點評 本題考查了功的計算、熱量的計算和熱機(jī)效率的計算．由功到熱量再到熱機(jī)效率，一環(huán)扣一環(huán)，這類題能讓學(xué)生對各物理量有一個整體性的掌握．