Question

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（假設燃油完全燃燒）．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功．
（2）已知熱機效率η=

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）車勻速運動，牽引力等于阻力，牽引力做的功就是克服阻力做的功；
（2）已知消耗燃油體積，利用密度公式求燃油的質量，再利用燃料完全燃燒放熱公式求燃油完全燃燒放出的熱量，再利用效率公式求專用車的熱機效率．

解答：解：（1）∵車勻速行駛，
∴F=f=3.0×10³N
牽引力做的功：
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，
燃油完全燃燒所產生的熱量：
Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J，
熱機效率：
η=

W

Q

×100%=

1.68×107J

4.8×107J

×100%=35%．
答：（1）專用車牽引力所做的功為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．