Question

【題目】地鐵可以緩解城市公交運輸壓力，某學校綜合實踐活動小組的同學們收集到地鐵機車和公交汽車在某段運行區間內的相關數據如下：

××型號 地鐵機車	地鐵電力機車 功率106W	平均速度60km/h	牽引力5×104 N	額定載客量500人
××型號 公交汽車	燃油熱值 4×107 J/kg	平均速度15km/h	牽引力3000N	額定載客量40人

（1）甲、乙兩地鐵站相距1.8km，地鐵運行需要多長時間？消耗多少電能？
（2）公交汽車每千米消耗燃油0.3kg，行駛1.8km路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量？公交汽車的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：地鐵運行時間：t= = =0.03h．

消耗電能：W=Pt=30Kwh．

答：地鐵運行需要0.03h，消耗30kWh電能；

（2）解：公交汽車行駛1.8km，消耗燃油：

m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg，

燃油燃燒放熱：

Q=mq=0.54kg×4×107J/kg=2.16×107J；

汽車效率：

η= ×100%= ×100%=25%．

答：行駛1.8km路程所消耗的燃油完全燃燒放出2.16×107J熱量，公交汽車的效率是25%；

【解析】（1）知道地鐵的運行速度和路程，利用速度公式求運行時間；又知道地鐵電力機車的功率，利用W=Pt求消耗的電能；（2）求出公交汽車行駛1.8km消耗燃油，計算燃油燃燒放出的熱量（總能量），知道牽引力和移動的距離，計算出牽引力做功（有用能量），再利用效率公式求汽車效率
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解熱量的計算的相關知識，掌握熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及對熱機的概念和效率的理解，了解熱機：將內能轉化成機械能的機器，統稱為熱機．熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率．熱機的效率是熱機性能的一個重要指標．