Question

【題目】倫敦奧運會期間，一種環保混合動力汽車穿梭于各場館之間，混合動力汽車啟動時，內燃機并不工作，蓄電池通過某種方式向車輪輸送能量；當需要高速行駛或蓄電池儲存電能過低時，內燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，也可以同時給蓄電池充電；當車輛需要全力加速時，內燃機和蓄電池還可以同時向車輪輸送能量．一測試人員駕駛該車在平直公路上勻速行駛0.5h，觀察儀表盤，發現這段時間內汽車內燃機消耗燃油 4.475kg，車速為50km/h，蓄電池組儲存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄電池組儲存的能量的最大值為1.08×108J．從汽車使用技術手冊中，測試人員發現該車使用的燃油的熱值為4.0×107J/kg，汽車行駛時所受阻力f和車速v的關系如上左圖所示．

（1）混合動力車啟動時，蓄電池 能轉化為汽車 能．

（2）該車在測試過程中內燃機的牽引力所做功是多少？

（3）該車在測試過程中蓄電池組儲存的能量增加了多少？

（4）試計算該汽車內燃機的效率（不計內燃機機械傳動及充電過程中的能量損失）．

Answer 1

【答案】化學能 機械能 5×1072.16×107 40％

【解析】試題分析：（1）混合動力車啟動時，蓄電池把儲存的化學能轉化為汽車機械能；（2）由圖象可知，當汽車的速度為50km/h時，汽車受到的阻力為2000N；汽車做勻速運動，由平衡條件得：汽車牽引力F=f=2000N，∵v=s/t，∴汽車通過的路程：s=vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，牽引力做的功：W1=Fs=2000N×25000m=5×107J；（3）轉化成的電能：W2=1.08×108J×（80%-60%）=2.16×107J；（4）W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，燃油放出的熱量：Q放=mq=4.475kg×4.0×107J/kg=1.79×108J，W總=Q放=1.79×108J，內燃機的效率：η=W有用/W總×100%=7.16×107J/1.79×108J×100%=40%。