Question

【題目】如圖所示為一款國產無人駕駛汽車上路進行測試行駛，該款車以10m/s的速度在一段平直的公路上勻速行駛了3分鐘，消耗汽油0.16kg．已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，該款汽車的發動機效率為30%，在此過程中，求：

（1）若該車消耗的汽油完全燃燒，放出的熱量全部被水吸收，可以使多少千克20℃水溫度升高到100℃？

（2）該汽車發動機做的有用功是多少？輸出功率是多少？

（3）該車勻速行駛時，牽引力是多大？

Answer 1

【答案】（1）21.9千克。（2）2.2×106J； 1.2×104W；（3）1.2×103N。

【解析】

（1）已知汽油的質量，利用Q放＝mq求汽油完全燃燒放出的熱量，水吸收的熱量和汽油放出的熱量相等，求出水溫度升高值，再根據Q吸＝cm△t的變形式求出水的質量；（2）利用效率公式的變形公式W＝ηQ放可求出牽引力做的功；知道汽車運動的時間，利用公式即可求出功率；（3）根據P＝Fv變形求出汽車勻速行駛時，牽引力的大小。

（1）汽油完全燃燒放出的熱量： Q放＝mq＝0.16kg×4.6×107J/kg＝7.36×106J；因為Q吸＝Q放，所以水的質量： m水＝＝＝21.9kg；（2）由η＝可得汽車發動機做的有用功： W＝ηQ放＝30%×7.36×106J＝2.2×106J；汽車的輸出功率： P＝＝＝1.2×104W；（3）由P＝Fv可得汽車勻速行駛時的牽引力：

F＝＝＝1.2×103N。