Question

學(xué)較專(zhuān)業(yè)課老師要測(cè)試某型號(hào)汽車(chē)的性能，他將汽車(chē)以72km/h的速度勻速行駛10min，消耗的汽油1.2kg．汽車(chē)勻速行駛時(shí)受到的阻力F=1.2×10³N．（汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg）
根據(jù)以上信息計(jì)算：
（1）該汽車(chē)在測(cè)試這段時(shí)間內(nèi)做的功是多少？
（2）在測(cè)試時(shí)間內(nèi)汽車(chē)有用的功率是多少？
（3）在測(cè)試時(shí)間內(nèi)該汽車(chē)的效率是多少？并對(duì)其能量損失的原因進(jìn)行分析（寫(xiě)出兩條即可）．

Answer 1

（1）汽車(chē)在測(cè)試這段時(shí)間內(nèi)做的總功：
W_總=Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×1.2kg=5.52×10⁷J；
（2）在測(cè)試時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的有用功率：
P_有==Fv=1.2×10³N×20m/s=2.4×10⁴W，
（3）在測(cè)試時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的有用功：
W_有用=P_有t=2.4×10⁴W×600s=1.44×10⁷J；
在測(cè)試時(shí)間內(nèi)該汽車(chē)的效率：
η==≈26%．
能量損失的原因：①汽油沒(méi)有完全燃燒；②廢氣帶走一部分熱量．
答：（1）該汽車(chē)在測(cè)試這段時(shí)間內(nèi)做的功是5.52×10⁷J；
（2）在測(cè)試時(shí)間內(nèi)汽車(chē)有用的功率是2.4×10⁴W；
（3）在測(cè)試時(shí)間內(nèi)該汽車(chē)的效率是26%，能量損失有：汽油沒(méi)有完全燃燒；廢氣帶走一部分熱量．
分析：（1）知道消耗的汽油和汽油的熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式求汽車(chē)在測(cè)試這段時(shí)間內(nèi)做的總功；
（2）知道汽車(chē)勻速行駛，則汽車(chē)的牽引力等于受到的阻力，利用P=Fv求在測(cè)試時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的有用功率；
（3）求出有用功，利用效率公式求汽油機(jī)的機(jī)械效率；從以下方面分析能量損失的原因：①汽油沒(méi)有完全燃燒；②冷卻水吸收了一部分熱量；③廢氣帶走一部分熱量；④熱傳遞損失一部分能量；⑤克服摩擦消耗一部分能量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了功的計(jì)算、功率的計(jì)算、效率的計(jì)算，要求靈活選用公式，涉及到汽油機(jī)工作時(shí)的能量損耗，屬于難題．