Question

一輛重為5×10⁴N的汽車在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛，遇到的阻力為車重的0.02，每小時需汽油7kg，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg，求這輛汽車發動機的熱機效率．（計算結果保留兩位小數）

Answer 1

分析：（1）已知汽油的質量和熱值先求出汽油燃燒釋放的能量；
（2）已知阻力為車重的0.02，求出阻力，因汽車在平直公路上勻速行駛，所以根據二力平衡可求牽引力，最后由于行駛的速度和時間為已知，根據公式W=Pt=Fvt可求牽引力做的功，則根據η=

W

Q

×100%就可求汽車發動機的效率．

解答：已知：G=5×10⁴N，v=90km/h=25m/s，f=0.02G，m_汽油=7kg，q_汽油=4.6×10⁷J/kg，
求：η
解：汽油燃燒釋放的能量：
Q=mq=7kg×4.6×10⁷J/kg=3.22×10⁸J，
∵汽車做勻速直線運動，
∴牽引力F=f=0.02G=0.02×5×10⁴N=1000N，
牽引力做的功：
W=Pt=Fvt=1000N×25m/s×3600s=9×10⁷J，
則η=

W

Q

×100%=

9×107J

3.22×108J

×100%≈27.95%．
答：這輛汽車發動機的熱機效率27.95%．

點評：本題考查速度、熱值、效率的計算，關鍵是公式及其變形的應用，最容易出錯的是物理量的單位和單位的換算．