Question

【題目】已知某型號的載重車在一段平直的高速公路上勻速行駛10.08km，所用時間是8min，消耗燃油3L（假設燃油完全燃燒），汽車發動機在這段時間內的功率為63kW．若燃油的密度是0.8×103kg/m3 ， 熱值為3.15×107J/kg，求：
（1）汽車行駛速度是多少？
（2）汽車行駛過程的牽引力是多大？
（3）汽車發動機的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：汽車行駛的路程s=10.08km=10080m，所用時間t=8min，

汽車的速度：v= = =21m/s．

（2）解：已知汽車的功率P=63kW=63000W，

根據P= = =Fv可得，汽車的牽引力：F= = =3.0×103N

（3）解：汽車行駛過程所做的功：W=Pt=63×103W×480s=3.024×107J，

消耗燃油的質量：m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10﹣3m3=2.4kg，

燃油完全燃燒放出熱量：Q=qm=3.15×107J/kg×2.4kg=7.56×107J，

汽車發動機的效率：η= = ×100%=40%

【解析】（1）已知行駛的路程和所用的時間，根據公式v= 可求行駛速度．（2）已知功率和速度，根據公式P=Fv可求牽引力的大小．（3）根據公式W=Pt可求汽車行駛過程所做的功，根據燃油的熱值和燃燒燃油的質量求出燃油完全燃燒放出熱量，二者之比就等于汽車發動機的效率．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解功率計算公式的應用的相關知識，掌握功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s，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．