Question

一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2Kg．汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×10³N，汽油的热值q=4.6×10⁷J/Kg．问：
（1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？
（3）该汽车的效率是多少？

Answer

（1）根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算汽油完全燃烧释放的热量．
（2）功率P===Fv，由P=Fv可以求出汽车牵引力的功率．
（3）求出有用功，利用效率公式求汽油机的机械效率
【解析】
（1）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J；
（2）汽车的速度v=72km/h=20m/s，
汽车牵引力做功的功率：
P有==Fv=1.2×103N×20m/s=2.4×104W，
（3）在测试时间内汽车的有用功：
W有用=P有t=2.4×104W×600s=1.44×107J；
在测试时间内该汽车的效率：
η=×100%=×100%≈26%．
能量损失的原因：①汽油没有完全燃烧；②废气带走一部分热量．
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量是5.52×107J；
（2）汽车牵引力做功的功率是2.4×104W；
（3）汽车的效率是26%．