Question

隨著湛江經濟水平的不斷提高，小汽車越來越多地走進了我市普通百姓人家．如表為小明同學家小汽車的有關數據：

小汽車的總質量1500kg	小汽車的額定功率50kW
汽車輪胎與地面接觸的總面積0.1m2	100km耗油量8L
水箱中裝滿水質量2.5kg	汽油的密度0.71×103kg/m3

求：（1）某次行駛中，若水箱中水溫度升高20℃，則水吸收熱量為多少焦耳？
    （2）該小汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多大？
    （3）假若小汽車發動機的效率為30%，該小汽車在水平路面上以額定功率勻速直線行駛0.5h，此過程中小汽車消耗的汽油是多少kg？（汽油的熱值為4.6×10⁷ J/kg，g=10N/kg）

Answer 1

（1）水的質量m=2.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×20℃=2.1×10⁵J．
（2）汽車靜止時對地面的壓力F=G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N
汽車靜止時對地面的壓強p=

F

S

=

1.5×104N

0.1m2

=1.5×10⁵Pa．
（3）小汽車以額定功率勻速直線行駛0.5h牽引力所做的功：
W=Pt=5×10⁴W×0.5×3600s=9×10⁷J
∵小汽車發動機的效率η=30%，
∴根據η=

W

Q

得：
Q_放=

W

η

=

9×107J

30%

=3×10⁸J，
所以，需要消耗的汽油m=

Q放

q

=

3×108J

4.6×107J/kg

≈6.52kg．
答：（1）某次行駛中，若水箱中水溫度升高20℃，則水吸收熱量為2.1×10⁵J．
    （2）該小汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是1.5×10⁵Pa．
    （3）此過程中小汽車消耗的汽油是6.52kg．