Question

【題目】一輛汽車以72 km/h的速度勻速行駛10 min，消耗的汽油為1.2 kg．汽車勻速行駛時受到的牽引力F＝1.2×103 N，汽油的熱值q＝4.6×107 J/kg．

(1)求汽車在這段時間內消耗的功率（即1s內汽油完全燃燒放出的熱量）是多少？

(2)求這段時間內汽車牽引力做功的功率是多少？

(3)比較(1)和(2)的結果，你有什么發現？簡要分析原因（寫出兩條即可）．

Answer 1

【答案】(1)9.2×104 W　(2)2.4×104 W；(3)發現：汽車牽引力做功的功率小于消耗的功率原因包括：汽油沒有完全燃燒；廢氣帶走一部分能量；由于熱傳遞損失一部分能量；克服摩擦消耗一部分能量（任選兩條即可）

【解析】（1）汽油完全燃燒釋放的熱量：Q放=mq=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J，

汽油消耗的功率：p＝=＝9.2×104W；（2）汽車在10min內通過的路程s=vt=20m/s×600s=1.2×104m，汽車牽引力在10min內做的功W=Fs=1.2×103N×1.2×104m=1.44×107J，汽車牽引力做功的功率P＝＝＝2.4×104W；（3）汽車用來做有用功的那部分能量比燃料完全燃燒放出的能量少。因為燃料不能完全燃燒；機器轉動的部件之間有摩擦；放出的高溫廢氣會帶走一部分能量。