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0.8 m³的水，已知甲烷气体的热值为3.6×10⁷ J／m³。

宜南公交车，使用LNG天然液化气为燃料，这种燃料的主要成份就是甲烷。如果宜南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？

Answer

发动机的实际功率是6.0×104 W 发动机效率是50%

【解析】

试题分析：（1）1 m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量：

Q＝q甲烷V ＝3.6×107J/ m3×164 m3＝5.904×109 J，

t＝1640min＝9.84×104s

发动机的实际功率：P＝Q / t＝5.904×109 J／9.84×104s＝6.0×104 W；

（2）由题知：36km/h＝10m/s

公交车行驶路程：s＝v t＝10m/s×9.84×104s＝9.84×105 m

车匀速行驶，F牵＝f＝0.05 G车＝0.05mg＝0.05×6000 kg×10N/kg＝3×103N；

W有＝F牵s＝3×103N×9.84×105 m＝2.952×109 J

发动机效率：η＝W有 /Q＝2.952×109 J／5.904×109J＝50%。

考点：热量的计算，功率的计算，热机效率