Question

轎車已逐漸進入百姓家庭，如圖是小剛家購買的一輛小轎車，如果轎車受到的重力為1.5×10⁴N，輪胎與地面的總接觸面積為0.1m²，小剛一家開車從A地到B地汽車耗油量4.2kg．
（1）靜止時汽車對地面的壓強．
（2）若這些汽油完全燃燒，放出的熱量是多少？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）．
（3）人類是在能量轉化或轉移過程中來利用能量的，若這些汽油完全燃燒放出的能量用加熱初溫20℃的水，不計熱量的損失，可以將多少質量的水燒開？（氣壓為標準大氣壓，C_水=4.2×10³J/（kg?℃））

Answer 1

分析：（1）在水平地面上，靜止時轎車對地面的壓力等于汽車重力，又知道受力面積，利用壓強公式求汽車對地面的壓強；
（2）已知汽油的質量和熱值，根據Q=mq求出這些汽油完全燃燒時放出的熱量；
（3）標準大氣壓下水的沸點為100℃，又知道水的初溫和比熱容，不計熱量的損失，根據Q=cm△t求出這些汽油完全燃燒放出的能量用來加熱時燒開水的質量．

解答：解：（1）∵在水平地面上，
∴轎車對地面的壓力：
F=G=1.5×10⁴N，
汽車對地面的壓強：
p=

F

S

=

1.5×104N

0.1m2

=1.5×10⁵Pa；
（2）4.2kg汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=4.2kg×4.6×10⁷J/kg=1.932×10⁸J；
（3）標準大氣壓下水的沸點為100℃，
∵不計熱量的損失時，Q_吸=Q_放=1.932×10⁸J，
∴根據Q=cm△t可得，這些汽油完全燃燒放出的能量用來加熱時燒開水的質量：
m=

Q吸

c△t

=

1.932×108J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=575kg．
答：（1）靜止時汽車對地面的壓強為1.5×10⁵Pa；
（2）若這些汽油完全燃燒，放出的熱量是1.932×10⁸J；
（3）若這些汽油完全燃燒放出的能量用加熱初溫20℃的水，不計熱量的損失，可以將575kg的水燒開．

點評：本題考查了壓強、熱量、水質量的計算，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．