Question

某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36 km，用时0.5小时，车的总质量为3×10³ kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10 N/kg。求：

（1）该汽车牵引力所做的功；

（2）已知这一过程消耗燃油1.5×10^-2 m³，则热机在这一过程中消耗的总能量（假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×10³ kg/ m³，燃油热值q为4.5×10⁷ J/kg）；

（3）该汽车发动机的效率；

Answer

（1）1.08×108 J （2）5.4×108 J （3）20%

【解析】

（1）车重G＝mg＝3×103 kg×10 N/kg＝3×104 N，车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×3×104 N＝3×103 N；因为车匀速行驶，所以牵引力F＝f＝3×103 N，则牵引力做功：W有用＝Fs＝3×103 N×36 000 m＝1.08×108 J；（2）由ρ＝得消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×1.5×10−2m3＝12 kg；燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量)：W总＝Q放＝mq＝12 kg×4.5×107 J/kg＝5.4×108 J；

（3）汽车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是总功，

则发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝20%。