Question

【題目】某型號汽車在車型測試中,在一段平直公路上勻速行駛了36 km,用時0.5h,車的總質量為3×103 kg,受到的阻力為車重的0.12倍,已知這一過程消耗燃油15L, 假設燃油完全燃燒,燃油密度為0.8×103 kg/m3,燃油熱值為4.5×107J/kg,求:

(1)若該汽車在平直的公路上勻速行駛的路程為s,發動機牽引力為F,其發動機效率η，汽油的熱值為q,請推導該汽車在這段路程內消耗汽油質量的表達式m=。

(2)該汽車發動機的效率。

Answer 1

【答案】(1)見解析（2）24%

【解析】

(1)因為Q放= mq，W=Fs，所以

η==，

則：

m=。

(2)汽車的重力為：

G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N，

則牽引力為：

F牽=f=0.12G=0.12×3×104N=3.6×103N，

所以牽引力做功為：

W機械=F牽s=3.6×103N×36000m=1.296×108J；

燃油的質量為：

m油=ρ油V油=15×10-3m3×0.8×103kg/m3=12kg，

則燃油燃燒釋放的熱量為：

Q放=m油q=12kg×4.5×107J/kg=5.4×108J。

所以則該汽車發動機的效率為：

η=×100%=×100%=24%。

答：（1）m=。

(2)該汽車發動機的效率為24%。