Question

【題目】混合動力汽車具有節(jié)能、低排放等優(yōu)點(diǎn)，成為汽車研究與開發(fā)領(lǐng)域的重點(diǎn)。某新型混合動力汽車啟動時(shí)，內(nèi)燃機(jī)不工作，蓄電池向車輪輸送能量；當(dāng)需要高速行駛或蓄電池電能過低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電。在某次測試中，消耗了燃料，汽車以的速度勻速行駛了，同時(shí)蓄電池的電能增加了（蓄電池存儲電能的能力為）。

求：（1）若所用燃料的熱值為，假設(shè)測試過程中燃料完全燃燒，則放出的總熱量是多少？

（2）汽車行駛的距離s是多少米？

（3）該汽車的車速v與所受阻力f的關(guān)系如圖所示，根據(jù)車速可以分析得到汽車的牽引力F，算出汽車牽引力做的功W，再結(jié)合蓄電池的電能增加，請計(jì)算內(nèi)燃機(jī)的效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）3.6×108J；（2）25km；（3）1×108J；42%

【解析】

(1)燃料完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J；

(2)汽車以50km/h的速度勻速行駛了0.5h,由v=可得汽車行駛的路程：

s=vt=50km/h×0.5h=25km；

(3)由題知,蓄電池存儲電能的能力為5.12×108J，此過程中蓄電池的電能增加了10%，

則內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)化為的電能：

W1=10%×5.12×108J=5.12×107J；

由圖象可知,汽車以50km/h的速度勻速行駛阻力f=4000N,由2小題可知s=2.5×104m；

則克服阻力做的功：W2=fs=4000N×2.5×104m=1×108J；

所以內(nèi)能轉(zhuǎn)化為的有用能量為：W有用=W1+W2=5.12×107J+1×108J=1.512×108J；

則內(nèi)燃機(jī)的效率：

η=×100%=×100%=42%.