Question

一辆重为5×10⁴N的汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶，遇到的阻力为车重的0.02，每小时需汽油7kg，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，求这辆汽车发动机的热机效率．（计算结果保留两位小数）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知汽油的质量和热值先求出汽油燃烧释放的能量；
（2）已知阻力为车重的0.02，求出阻力，因汽车在平直公路上匀速行驶，所以根据二力平衡可求牵引力，最后由于行驶的速度和时间为已知，根据公式W=Pt=Fvt可求牵引力做的功，则根据η=就可求汽车发动机的效率．
解答：已知：G=5×10⁴N，v=90km/h=25m/s，f=0.02G，m_汽油=7kg，q_汽油=4.6×10⁷J/kg，
求：η
解：汽油燃烧释放的能量：
Q=mq=7kg×4.6×10⁷J/kg=3.22×10⁸J，
∵汽车做匀速直线运动，
∴牵引力F=f=0.02G=0.02×5×10⁴N=1000N，
牵引力做的功：
W=Pt=Fvt=1000N×25m/s×3600s=9×10⁷J，
则η=×100%=×100%≈27.95%．
答：这辆汽车发动机的热机效率27.95%．
点评：本题考查速度、热值、效率的计算，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算．