Question

17．如圖所示，是最新一款無人駕駛汽車原型圖．汽車自動駕駛時使用雷達傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通狀況．該款車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時，消耗汽油1.75L．假設(shè)汽油完全燃燒，汽油機的效率為30%，那么，在這段運動過程中，（已知：汽油的密度為0.8×10³kg/m³，汽油的熱值為4.5×10⁷J/kg，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃））求：
（1）消耗汽油的質(zhì)量為多少kg？
（2）該汽車發(fā)動機做的有用功是多少？
（3）若1.75L汽油完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，可以使多少kg的水升高50℃？

Answer 1

分析 （1）知道汽油的體積，利用m=ρV求汽油的質(zhì)量；
（2）利用Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量，知道效率，利用W_有用=η×Q_放求該汽車發(fā)動機做的有用功；
（3）由題知，Q_吸=Q_放，利用m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$求水的質(zhì)量．

解答 解：
（1）汽油的體積V=1.75L=1.75dm³=1.75×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.75×10^-3m³=1.4kg；
（2）汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=1.4kg×4.5×10⁷J/kg=6.3×10⁷J，
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$得該汽車發(fā)動機做的有用功：
W_有用=η×Q_放=30%×6.3×10⁷J=1.89×10⁷J；
（3）由題知Q_吸=Q_放=1.89×10⁷J，
由Q_吸=cm△t得水的質(zhì)量：
m_水=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{1.89×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50℃}$=90kg．
答：（1）消耗汽油的質(zhì)量為1.4kg；
（2）該汽車發(fā)動機做的有用功是1.89×10⁷J；
（3）若1.75L汽油完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，可以使90kg的水升高50℃．

點評 本題綜合考查了學(xué)生對密度公式、物體升溫吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的了解與掌握，計算時注意單位統(tǒng)一．