小明的爸爸新买了一辆小汽车,如图所示,小明坐着这辆汽车匀速行驶144km,用时2h,消耗汽油12L,其发动机的功率为23kW.请运用所学的知识解答下列问题.(汽油的热值为4.6×107/kg,汽油的密度为0.75×103kg/m3)
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)已知发动机的效率η=W/Q×100%(式中W为发动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料完全燃烧所产生的热量),则该汽车发动机的效率是多少?
网友回答
解:(1)所做的功W=Pt=23000W×2×3600s=1.656×108J;
汽车匀速行驶时所受的牵引力是F===1150N;
答:汽车匀速行驶时所受的牵引力是1150N;
(2)消耗汽油的质量m=ρV=0.75×103kg/m3×0.012m3=9kg;
释放能量Q=qm=4.6×107/kg×9kg=4.14×108J;
所以该汽车发动机的效率是η==×100%=40%.
答:该汽车发动机的效率是40%.
解析分析:(1)已知汽车功率的大小和行驶的时间,根据公式W=Pt可求所做的功;再利用公式F=可求汽车匀速行驶时所受的牵引力;
(2)已知汽油的密度和体积,根据公式m=ρV可求消耗汽油的质量;再利用公式Q=qm求出完全燃烧汽油释放的热量;
最后根据公式η=求出该汽车发动机的效率.
点评:此题既考查了功和功率的计算,并且也考查了热机的效率,涉及的面很广,是一道很好的综合性题目.解题过程中要注意单位的换算.