Question

1．泰安五岳專用汽車有限公司是一家大型的特種專用汽車生產基地．該廠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11.2km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油3.0×10^-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）燃料燃燒時能量轉化化學能轉化為內能；
（2）專用車牽引力所做的功．
（3）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）燃料燃燒的過程是化學能轉化為內能的過程；
（2）專用車勻速直線行駛時處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力為一對平衡力，又知道車行駛的路程，根據W=Fs求出專用車牽引力所做的功；
（3）知道消耗燃油的體積和密度，根據m=ρV求出消耗燃油的質量，根據Q=mq求出燃油完全燃燒釋放的熱量，根據η=$\frac{W}{Q}$求出該專用車的熱機效率．

解答 解：（1）燃料具有化學能，燃燒時，化學能轉化為內能；
（2）因專用車勻速直線行駛時處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力為一對平衡力，
所以，專用車的牽引力：
F=f=3.0×10³N，
專用車牽引力所做的功：
W=Fs=3.0×10³N×11.2×10³m=3.36×10⁷J；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗燃油的質量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×3.0×10^-3m³=2.4kg，
燃油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=2.4kg×4×10⁷J/kg=9.6×10⁷J，
該專用車的熱機效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{9.6×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）化學能轉化為內能；
（2）專用車牽引力所做的功為3.36×10⁷J；
（3）該專用車的熱機效率是35%．

點評 本題考查了能量的轉化和二力平衡條件、做功公式、密度公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、效率公式的應用，靈活的應用公式是關鍵．