Question

小明的爸爸新買了一輛小汽車，如圖所示，小明坐著這輛汽車勻速行駛144km，用時2h，消耗汽油12L，其發動機的功率為23kW．請運用所學的知識解答下列問題．（汽油的熱值為4.6×10⁷/kg，汽油的密度為0.75×10³kg/m³）
（1）汽車勻速行駛時所受的牽引力是多大？
（2）已知發動機的效率η=W/Q×100%（式中W為發動機在某段時間內對外所做的功，Q為它在這段時間內所消耗的燃料完全燃燒所產生的熱量），則該汽車發動機的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）已知汽車功率的大小和行駛的時間，根據公式W=Pt可求所做的功；再利用公式F=

W

S

可求汽車勻速行駛時所受的牽引力；
（2）已知汽油的密度和體積，根據公式m=ρV可求消耗汽油的質量；再利用公式Q=qm求出完全燃燒汽油釋放的熱量；
最后根據公式η=

W

Q

求出該汽車發動機的效率．

解答：解：（1）所做的功W=Pt=23000W×2×3600s=1.656×10⁸J；
汽車勻速行駛時所受的牽引力是F=

W

S

=

1.656×108J

1.44×105m

=1150N；
答：汽車勻速行駛時所受的牽引力是1150N；
（2）消耗汽油的質量m=ρV=0.75×10³kg/m³×0.012m³=9kg；
釋放能量Q=qm=4.6×10⁷/kg×9kg=4.14×10⁸J；
所以該汽車發動機的效率是η=

W

Q

=

1.656×108J

4.14×108J

×100%=40%．
答：該汽車發動機的效率是40%．

點評：此題既考查了功和功率的計算，并且也考查了熱機的效率，涉及的面很廣，是一道很好的綜合性題目．解題過程中要注意單位的換算．