Question

阅读下列材料，并解答问题：
“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源．科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的范围约4000万平方公里，储量可供人类使用约1000年．我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源，已经查明的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一．
可燃冰的主要成份是甲烷，1m³可燃冰可转化生成164m³的甲烷气体和0.8m³的水，已知甲烷气体的热值为3.6×10⁷ J/m³．
桂林市新开通的301路公交车，使用LNG天然液化气为燃料，这种燃料的主要成份就是甲烷．
如果301路公交车满载乘客时总质量是6000kg，1m³可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min，行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大？（g=10N/kg）

Answer

（1）知道甲烷的体积和热值，利用Q放=qV求1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量；
（2）知道做功时间t=1640min，利用P=求发动机的实际功率；
（3）知道汽车的速度，利用s=vt求公交车行驶路程；由于汽车匀速行驶，所以汽车的牵引力等于阻力；利用W=Fs求牵引力做的功（有用功），再利用效率公式求发动机效率．
【解析】

（1）1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量：
Q放=q甲烷V
=3.6×107J/m3×164m3=5.904×109J，
（2）由题知：t=1640min=9.84×104s
发动机的实际功率：
P====6×104W；
（3）由题知：v=36km/h=10m/s，
公交车行驶路程：
s=vt=10m/s×9.84×104s=9.84×105m，
∵车匀速行驶，
∴汽车的牵引力：
F=f=0.05G车=0.05mg=0.05×6000kg×10N/kg=3×103N，
牵引力做的有用功：
W有用=Fs=3×103N×9.84×105m=2.952×109J，
发动机效率：
η===50%．
答：这段时间内发动机的实际功率为6×104W、效率为50%．