Question

15．某汽車公司的某型號專用車在車型測試中，在一段平直的公路上勻速行駛 5.6km，受到的阻力是 3.0×10³N，消耗燃油 1.5×10^-3m³．若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，燃油熱值為 q=4×10⁷J/kg，（假設燃油完全燃燒）求：
（1）專用車牽引力所做的功．
（2）已知熱機效率η=$\frac{W}{Q}$，（式中 W 為熱機在某段時間內對外所做的功，Q 為它在這段時間內所消耗的燃油完全燃燒所產生的熱量），則該專用車的熱機效率是多少？

Answer 1

分析 （1）求牽引力做的功，根據功的公式W=Fs進行計算，路程已知，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．
（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量，然后根據Q=mq算出放出的熱量；將（1）中算出的功與算出的熱量代入熱機效率公式η=$\frac{W}{Q}$就可以算出該車的熱機效率．

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×5.6×10³m=1.68×10⁷J．
（2）消耗燃油的質量：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．
熱機效率：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）專用車牽引力所做的功是1.68×10⁷J；
（2）該專用車的熱機效率是35%．

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