Question

17．一輛小轎車(chē)以某一速度在平直路面上勻速行駛100km，消耗汽油10L．若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛．求：[所用汽油的熱值為q=3.2×10⁷J/L，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．
（1）這些汽油完全燃燒放出的熱量．
（2）若這些汽油完全燃燒放出的熱量全部用來(lái)對(duì)初溫20℃的水進(jìn)行加熱，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下最多能將多少質(zhì)量的水加熱至沸騰？（精確到1kg）
（3）這輛轎車(chē)以該速度勻速行駛時(shí)受到的阻力．

Answer 1

分析 （1）知道汽油的體積和熱值，利用Q_放=Vq求汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）由題知，Q_吸=Q_放，知道水的比熱容、水的溫度變化，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水的質(zhì)量；
（3）求出了汽油完全燃燒放出的熱量，又知道汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)做有用功，據(jù)此求出用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)做的有用功W；知道轎車(chē)行駛的距離，根據(jù)W=Fs求轎車(chē)牽引力；又知道轎車(chē)勻速行駛，轎車(chē)受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，可求勻速行駛時(shí)轎車(chē)受到的阻力．

解答 解：
（1）10L汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=10L×3.2×10⁷J/kg=3.2×l0⁸J；
（2）由題知，Q_吸=Q_放=3.2×10⁸J，
因?yàn)镼_吸=cm（t-t₀），
即：3.2×10⁸J=4.2×10³J/（kg•℃）×m×（100℃-20℃），
解得：m≈952kg；
（3）由題知，用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)做的有用功：
W_有=Q_放×30%=3.2×10⁸J×30%=9.6×10⁷J；
由W_有=Fs可得，轎車(chē)的牽引力：
F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{9.6×1{0}^{7}J}{100×1000m}$=960N，
又因?yàn)檗I車(chē)勻速行駛，
所以轎車(chē)受到的阻力：f=F=960N．
答：（1）這些汽油完全燃燒放出的熱量為3.2×l0⁸J；
（2）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下最多能將952kg的水加熱至沸騰；
（3）這輛轎車(chē)以該速度勻速行駛時(shí)受到的阻力為960N．

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)和熱學(xué)的綜合題，考查了燃料完全燃燒放熱公式、功的公式、吸熱公式、二力平衡條件的掌握和運(yùn)用，雖知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．