Question

一輛重為5×10⁴N的汽車在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛，遇到的阻力為車重的0.02，每小時(shí)需汽油7kg，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg，求這輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率．（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

已知：G=5×10⁴N，v=90km/h=25m/s，f=0.02G，m_汽油=7kg，q_汽油=4.6×10⁷J/kg，
求：η
解：汽油燃燒釋放的能量：
Q=mq=7kg×4.6×10⁷J/kg=3.22×10⁸J，
∵汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
∴牽引力F=f=0.02G=0.02×5×10⁴N=1000N，
牽引力做的功：
W=Pt=Fvt=1000N×25m/s×3600s=9×10⁷J，
則η=×100%=×100%≈27.95%．
答：這輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率27.95%．
分析：（1）已知汽油的質(zhì)量和熱值先求出汽油燃燒釋放的能量；
（2）已知阻力為車重的0.02，求出阻力，因汽車在平直公路上勻速行駛，所以根據(jù)二力平衡可求牽引力，最后由于行駛的速度和時(shí)間為已知，根據(jù)公式W=Pt=Fvt可求牽引力做的功，則根據(jù)η=就可求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查速度、熱值、效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，最容易出錯(cuò)的是物理量的單位和單位的換算．