Question

随着经济的发展，汽车已进入了普通百姓的家庭。据统计，武汉市2018年汽车的保有量约300万辆。

(1)每辆汽车全年平均耗油1.8t，内燃机的效率平均值取29％，燃油的热值取4.5×10⁷J／kg。若能把内燃机的效率提高1％，则2018年全市的汽车节约的燃油完全燃烧大约能释放出多少J的热量?

(2)如图是国产某品牌汽车的后窗及后视镜的除雾器电路示意图，R₁、R₂分别表示左、右后视镜内的电热膜，其规格均为“12V 12W”，R₃表示后窗内的电热线。汽车发动机运转时，闭合除雾开关，除雾器中的电热膜和电热线就会发热，除去后窗及后视镜上的雾、霜及薄冰等。

①后窗中的电热线具有正温度系数的电阻特性，即当温度越低时，电热线的电阻越小。选取具有这种特性的电热线的好处是：环境温度越低时，电热线的发热功率___________

②已知电源电压为12V，若某次闭合除雾开关后，流过除雾开关处的电流为26A，则此时后窗内的电热线的阻值为多少Ω?

Answer

(1) 8.1×1015J；(2)①越大；②0.5Ω

【解析】

(1)辆汽车做有用功所需燃油：

m1有用=m1η1=1.8 t×29%=0.522t，

内燃机效率提高后为：

29%+1%=30%，

效率提高后所需燃油量：

m2==1.74t，

每辆车每年节约燃油：

1.8t-1.74 t=0.06t，

300万辆车每年节约燃油：

Δm=300×104×0.06 t=1.8×105t=1.8×108kg，

这些汽油完全燃烧放出的热量：

Q放=qm=4.5×107J/kg×1.8×108kg=8.1×1015J；

(2)①当环境温度越低时，电热线的电阻越小，根据P=和电源电压不变的条件可知，加热器的功率越大；

②电热膜的额定电流

I1=I2= =1A，

则通过后窗内的电热线的电流：

I3=I-I1-I2=26A-1A-1A=24A，

R3==0.5Ω。