Question

一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2 kg．汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝1.2×10³ N，汽油的热值q＝4.6×10⁷ J/kg．

(1)求汽车在这段时间内消耗的功率（即1s内汽油完全燃烧放出的热量）是多少？

(2)求这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？

(3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现？简要分析原因（写出两条即可）．

Answer

(1)9.2×104 W (2)2.4×104 W；(3)发现：汽车牵引力做功的功率小于消耗的功率原因包括：汽油没有完全燃烧；废气带走一部分能量；由于热传递损失一部分能量；克服摩擦消耗一部分能量（任选两条即可）

【解析】（1）汽油完全燃烧释放的热量：Q放=mq=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J，

汽油消耗的功率：p＝=＝9.2×104W；（2）汽车在10min内通过的路程s=vt=20m/s×600s=1.2×104m，汽车牵引力在10min内做的功W=Fs=1.2×103N×1.2×104m=1.44×107J，汽车牵引力做功的功率P＝＝＝2.4×104W；（3）汽车用来做有用功的那部分能量比燃料完全燃烧放出的能量少。因为燃料不能完全燃烧；机器转动的部件之间有摩擦；放出的高温废气会带走一部分能量。