Question

12．一辆小汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW．（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg ）求：
（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？
（2）汽车发动机的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知汽车的功率和行驶的时间，根据公式W=Pt可求发动机做的功；再利用公式F=$\frac{W}{s}$可求汽车匀速行驶时所受的牵引力；
（2）已知消耗的汽油的质量，根据公式Q=qm可求释放的能量，发动机做的功与汽油释放能量的比值就是发动机的效率．

解答 解：（1）因为P=2300W，t=2×3600s
所以由P=$\frac{W}{t}$得，发动机做的功：
W=Pt=23000W×2×3600s=1.656×10⁸J，
又因为s=144000m，所以汽车受的牵引力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{1.656×1{0}^{8}J}{144000m}$=1150N；
（2）已知q=4.6×10⁷J/kg，m=9kg
因此汽油完全燃烧释放能量：
Q=qm=4.6×10⁷J/kg×9kg=4.14×10⁸J；
所以发动机的效率：η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.656×1{0}^{8}J}{4.14×1{0}^{8}J}$×100%=40%．
答：（1）汽车匀速行驶时的牵引力是1150N；
（2）汽车发动机的效率是40%．

点评 本题考查功、牵引力、能量、效率等的计算，关键是功、功率、放热公式和效率公式及其变形的灵活运用，解答过程中应注意单位换算．