Question

【题目】在北京举办的第15届科博会上，展示了空气动力大巴：祥天A4﹣0001，产品展出者介绍这种利用源源不断的空气作为动力源的客车，听上去似乎是完美的交通解决方案；资源取之不尽，排放也是无污染的空气﹣﹣这非常诱人．

（1）这辆大巴车功率为240kW，时速可以达到为140km/h，整车质量为16800kg．它以最大速度行驶时动力可达到 N．它配备了2000L的气瓶，气体膨胀时体积将增大为1224倍，常压下空气密度按1.3kg/m3计算，这瓶空气的质量为 kg．

（2）如果气罐内充满空气，车轮着地面积按800cm2计算时对地面产生的压强为 Pa．在气罐内充满空气时，能够对外做功640MJ左右，折合成电能约为 kWh，折合成汽油 kg．（汽油的热值是4.6×107J/kg）产品展出者的介绍违背了能量的转化和守恒定律，因为作为动力源的空气所具有的能量就是内能，它必须由其他形式的能通过 或 的方式提供，最后变成供客车运动的机械能．

Answer 1

【答案】（1）6171.4；3182.4；（2）2.2478×106；177.8；13.9；做功；热传递

【解析】

试题分析：（1）由P=Fv计算大巴车以最大速度行驶时动力大小；根据ρ=计算瓶中空气的质量；

（2）气罐内充满空气时，车对地面压力等于车与空气重力之和，由p=计算此时车对地面产生的压强；

由1MJ=106J，1kWh=3.6×106J进行单位的换算；由Q=mq计算折合成汽油的质量；

改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式．

解：

（1）已知大巴车功率P=240kW，时速可以达到v=140km/h，

由P===Fv可得，以最大速度行驶时的动力：

F==≈6171.4N；

气瓶中气体膨胀后体积：V=2000×10﹣3m3×1224=2448m3，

由ρ=可得瓶中空气的质量：m=ρV=1.3kg/m3×2448m3=3182.4kg；

（2）气罐内充满空气时，车对地面压力：

F=G车+G空气=（m车+m空气）g=（16800kg+3182.4kg）×10N/kg=199824N，

此时车对地面产生的压强：

p===2.2478×106Pa；

折合成电能约为：640MJ=640×106J=640×106×kWh≈177.8kWh，

由Q=mq可得这些能量折合成汽油的质量：

m汽油==≈13.9kg；

作为动力源的空气所具有的能量就是内能，它必须由其他形式的能通过做功或热传递的方式提供，最后变成供客车运动的机械能．

故答案为：（1）6171.4；3182.4；（2）2.2478×106；177.8；13.9；做功；热传递．