Question

已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW．若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，热值为3.15×10⁷J/kg．求：

（1）燃油完全燃烧所放出的热量为多少？

（2）汽车发动机的效率为多少？

（3）汽车牵引力的大小为多少？

Answer

（1）燃油完全燃烧所放出的热量为7.56×107J；

（2）汽车发动机的效率是40%；

（3）汽车行驶过程的牵引力是3000N．

【解析】

试题分析：（1）根据燃油的热值和燃烧燃油的质量求出燃油完全燃烧放出热量；

（2）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，利用η=计算汽车发动机的效率．

（3）已知行驶的路程和所用的时间，根据公式v=可求行驶速度．已知功率和速度，根据公式P=Fv可求牵引力的大小．

【解析】
（1）消耗燃油的体积V=3L=3×10﹣3m3，

由ρ=得，燃油的质量：m油=ρV=0.8×103kg/m3×3×10﹣3m3=2.4kg，

燃油完全燃烧放出热量：Q=qm=3.15×107J/kg×2.4kg=7.56×107J，

（2）汽车行驶过程所做的功：W=Pt=63×103W×8×60s=3.024×107J，

汽车发动机的效率是：η=×100%=×100%=40%；

（3）汽车行驶速度：v===21m/s；

汽车牵引力F===3000N．

答：（1）燃油完全燃烧所放出的热量为7.56×107J；

（2）汽车发动机的效率是40%；

（3）汽车行驶过程的牵引力是3000N．

【点评】本题考查速度、牵引力和效率的计算，关键是公式及其变形的应用，知道求速度先求总路程和总时间，难点是根据燃料的热值和体积以及密度求释放的热量．