Question

某型号小轿车油箱的容积是60升，所用的燃料是密度为0.71×10³kg/m³的汽油．
（1）该车油箱最多能装多少kg的汽油？
（2）如果该车的总质量是1500kg，4个车轮的轮胎对地面的压强都是2×10⁵Pa，求车的总重量是多少？车与地面接触的总面积是多少（g取10N/kg）？
（3）该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg，如果汽油的热值是4.6×10⁷J/kg，汽车发动机的输出功率是12kW，求有用功和发动机的热机效率分别是多少（保留两位有效数字）？

Answer

（1）已知油箱的体积和汽油的密度，根据公式m=ρV可求汽油的质量；
（2）已知车的质量，根据公式G=mg可求车的重力；车对地面的压力等于车的重力，已知车对地面的压强，根据公式P=车与地面接触的总面积；
（3）已知行驶的距离和速度，根据公式t=可求所用的时间，再根据公式W=Pt可求汽车的有用功；根据公式Q=qm可求释放的能量，有用功与释放能量的比值就是发动机的热机效率．
【解析】
（1）该车油箱最多能装汽油m=ρV=0.71×103kg/m3×60×10-3m3=42.6kg；
答：该车油箱最多能装汽油42.6kg；
（2）车的总重量是G=mg=1500kg×10N/kg=15000N；
车与地面接触的总面积是S====7.5×10-2m2；
答：车的总重量是15000N；车与地面接触的总面积是7.5×10-2m2；
（3）行驶时间t===5000s；
汽车的有用功W有用=Pt=12×103W×5000s=6×107J；
释放的能量Q=qm1=4.6×107J/kg×5kg=2.3×108J；
发动机的效率η==×100%=26%．
答：有用功为6×107J；热机效率为26%．