Question

8．閱讀下面的材料，解答問題
山東菏澤向“大氣污染宣戰”     某環保局研究表明：“PM2.5來源中，機動車的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”．“減少污染排放，還我一片藍天”成為每一個公民的責任．下面是菏澤有關部門針對“節能減排”采取的部分措施
第三項措施     首批50輛LNG（液化天然氣）新能源公交車已經投入運營，如圖3所示．為了方便市民出行，市區公交車全面安裝“北斗導航系統”，市民可以通過手機（導航系統接收器）查詢公交車的動態位置．
    天然氣汽車和汽油車相比較
據有關資料顯示：尾氣中的有害氣體排放明顯減少：90%CO、24%CO₂、90%SO₂、39%NO、無粉塵排放，因此天燃氣被稱為綠色能源．其它性能指標的比較：
根據下表提供的信息，通過計算說明：

	熱機效率	熱值	價格
天然氣發動機	η2=45%	q2=2.3×107J/m3	4.5元/m3
汽油發動機	η1=30%	q1=4.6×107J/kg	9.0元/kg

①天然氣車燃燒1m³天然氣所做的有用功是多少？做同樣多的有用功，汽油車需要燃燒多少千克汽油？
②若某公交汽車每天消耗100m³的天然氣，與用汽油相比，它每天節約的運行成本是多少？

Answer 1

分析 ①根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$和W_總=Vq天然氣車燃燒1m³天然氣所做的有用功；根據有用功相同以及η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$和W_總=mq求出需要汽油的質量；
②先求出燃燒1m³天然氣可節約的資金，然后進一步求出天然氣汽車每天節約的運行成本．

解答 解：
①由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可得，1m³天然氣燃燒，通過發動機能做的有用功：W_有用2=η₂Vq₂=45%×1m³×2.3×10⁷J/m³=1.035×10⁷J；
根據題意可得，W_有用2=W_有用1，即1.035×10⁷J=η₁mq₁=30%×m×4.6×10⁷J/m³，
解得m=0.75kg；
②燃燒1m³天然氣可節約的資金：0.75×9元-4.5元=2.25元，
天然氣汽車每天節約的運行成本是2.25×100=225元．
答：
①天然氣車燃燒1m³天然氣所做的有用功是1.035×10⁷J；
做同樣多的有用功，汽油車需要燃燒0.75千克汽油；
②若某公交汽車每天消耗100m³的天然氣，與用汽油相比，它每天節約的運行成本是225元．

點評 本題考查了熱值、機械效率公式的應用，涉及的物理知識較多，是中考的一個熱點，需要引起我們的注意．