Question

【題目】當(dāng)前新能源汽車日益普及，某品牌新能源汽車一次最多能裝入18kg硼和45L水，利用二者反應(yīng)產(chǎn)生的能量，相當(dāng)于3.5L汽油完全燃燒產(chǎn)生的能量。當(dāng)該車以108km/h的速度在水平路面上勻速行駛時，燃料的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率為80%，該轎車的質(zhì)量是1.6t，轎車受到的阻力是車重的0.1倍。（汽油的熱值為4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）發(fā)動機的牽引力為多大？

（2）發(fā)動機的有用功率多大？

（3）一次加滿燃料可以供該車行駛多少千米？

（4）請說出使用該車的優(yōu)點（一條即可）。

Answer 1

【答案】（1）1.6×103N；（2）4.8×104W；（3）64.4km；（4）對環(huán)境無污染。

【解析】

（1）汽車受到的重力：G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N；

汽車受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N；

因為汽車勻速行駛，所以牽引力等于阻力：F＝f＝1.6×103N；

（2）汽車的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s，

由P＝＝＝Fv得，汽車的功率：

P＝Fv＝1.6×103N×30m/s＝4.8×104W；

（3）汽油的質(zhì)量m′＝ρV＝0.8×103kg/m3×3.5×10﹣3m3＝2.8kg，

3.5L汽油完全燃燒時放出的熱量：

Q放＝m′q＝2.8kg×4.6×107J/kg＝1.288×108J；

由η＝得，一次加滿燃料汽車發(fā)動機做功：

W＝ηQ放＝80%×1.288×108J＝1.0304×108J；

由W＝Fs得，汽車最多行駛的路程：

s＝＝＝6.44×104m＝64.4km；

（4）水和硼反應(yīng)產(chǎn)生氫，氫再進入內(nèi)燃機燃燒，生成物是水，對環(huán)境無污染。