Question

武汉等地生产的混合动力汽车曾服务于北京奥运。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。

（1）根据以上描述，混合动力汽车高速行驶或蓄电池储存电能过低时的主要能量转化过程为：燃料的化学能转化为蓄电池储存的       能和汽车行驶的       能。

（2）图表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数，试求该蓄电池组最多可储存多少电能。

电压/v	300
功率/w	30
容量/Ah	100
质量/kg	320

（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h ，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶时所受阻力 f和车速V的关系如右图所示。试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）。

Answer

（1）化学。机械（2）1.08×108J（3）40%

【解析】蓄电池充电是将电能转化为化学能；汽车行驶时具有动能；已知电压300V，容量100Ah，根据W=UQ可求出蓄电池储存的电能；已知燃油的质量4.475kg，燃油的热值为4.0×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量，由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，由速度50km/h和时间0.5h，根据S=Vt求出距离，根据W=FS求出做的功，已知蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%，可求出转化成的电能，这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据η= W有用/W总×100%求出内燃机的效率．

（1）燃料的化学能转化为蓄电池储存的化学能和汽车行驶时的动能；

（2）蓄电池储存的电能：

W=UQ=300V×100A×3600S=1.08×108J；

（3）燃油放出的热量：

Q放=mq=4.475kg×4.0×107J/kg=1.79×108J，

汽车通过的路程：

S=Vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，

由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，

牵引力做的功：

W1=FS=2000N×25000m=5×107J，

转化成的电能：

W2=1.08×108J×（80%-60%）=2.16×107J，

所以：W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，

W总=Q放=1.79×108J，

内燃机的效率：η= W有用/W总×100%=7.16×107J/1.79×108J×100%=40%．