Question

1．泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地．该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶11.2km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油3.0×10^-3m³（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，热值q=4×10⁷J/kg，求：
（1）燃料燃烧时能量转化化学能转化为内能；
（2）专用车牵引力所做的功．
（3）已知热机效率η=$\frac{W}{Q}$（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

Answer 1

分析 （1）燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程；
（2）专用车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，又知道车行驶的路程，根据W=Fs求出专用车牵引力所做的功；
（3）知道消耗燃油的体积和密度，根据m=ρV求出消耗燃油的质量，根据Q=mq求出燃油完全燃烧释放的热量，根据η=$\frac{W}{Q}$求出该专用车的热机效率．

解答 解：（1）燃料具有化学能，燃烧时，化学能转化为内能；
（2）因专用车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，
所以，专用车的牵引力：
F=f=3.0×10³N，
专用车牵引力所做的功：
W=Fs=3.0×10³N×11.2×10³m=3.36×10⁷J；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗燃油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×3.0×10^-3m³=2.4kg，
燃油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=2.4kg×4×10⁷J/kg=9.6×10⁷J，
该专用车的热机效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{9.6×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）化学能转化为内能；
（2）专用车牵引力所做的功为3.36×10⁷J；
（3）该专用车的热机效率是35%．

点评 本题考查了能量的转化和二力平衡条件、做功公式、密度公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用，灵活的应用公式是关键．