Question

一辆汽车，总重为1.2×10⁴N，四个轮胎与地面接触总面积为0.12m²，该车在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg，ρ_汽油=0.7×10³kg/m³，g=10N/kg）
求：
（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？
（2）汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少千瓦？（结果保留一位小数）

Answer

（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强；
（2）知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q放=mq求10L汽油完全燃烧放出的热量；
（3）根据“汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能”求出有用能量（发动机做的功），再利用功率公式求汽车发动机的功率．
【解析】
（1）∵汽车静止在水平路面上，
∴汽车对路面的压力：
F=G=1.2×104N，
汽车对路面的压强：
p===1×105Pa；
（2）v=10L=0.01m3，
汽油的质量：
m=ρv=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J；
（3）∵η=，
∴发动机做的有用功：
W=Q放×30%=3.22×108J×30%=9.66×107J，
汽车发动机的功率：
P==≈2.68×104W=26.8kW．
答：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是1×105Pa；
（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是3.22×108J；
（3）这段时间内该汽车发动机的功率是26.8kW．