Question

【題目】小新家新買了一輛小汽車．2018年國慶節他帶著家人前往珠海度假，在出發前到加油站加了20L的汽油，在一段平直的高速公路上，以25m/s的速度勻速行駛，汽車發動機的牽引力為1000N，汽油的密度為0.73×103kg/m3，汽油的熱值為4.6×107J/kg．

（1）所加的汽油質量為多少千克？

（2）小汽車以25m/s的速度勻速行駛時，牽引力的功率是多少？

（3）若這次旅游全程往返200km，所加的汽油也剛好用完（假設汽油能完全燃饒），求這輛小汽車發動機的熱效率．

Answer 1

【答案】（1）14.6kg；（2）25000W；（3）29.8%．

【解析】

（1）已知汽油的體積和密度，根據密度的公式得到汽油質量；
（2）根據功率的公式得到牽引力的功率；
（3）根據W=Fs求出牽引力做的功，根據Q=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量，根據效率的公式得到小汽車發動機的熱效率。

（1）汽油體積V=20L=2×10-2m3，

所加的汽油質量m=ρV=0.73×103kg/m3×2×10-2m3=14.6kg；

（2）牽引力的功率；

（3）牽引力做的功：W=Fs=1000N×2×105m=2×108J，

汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=14.6kg×4.6×107J/kg=6.716×108J，

小汽車發動機的機械效率：。

答：（1）所加的汽油質量為14.6kg；

（2）小汽車以25m/s的速度勻速行駛時，牽引力的功率是25000W；

（3）這輛小汽車發動機的熱效率為29.8%。