Question

近年來，我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，各種新型汽車不斷投放市場(chǎng)．以下是我國(guó)某品牌轎車的測(cè)試報(bào)告．

車型	某品牌轎車
測(cè)試道路	標(biāo)準(zhǔn)水平國(guó)道
測(cè)試距離	100km
測(cè)試速度	80km/h勻速行駛
整車質(zhì)量	1200kg
消耗汽油	9L
受到阻力	整車重的0.08倍

（1）汽油的熱值q=3.3×10⁷J/L，燃料完全燃燒放出熱量的公式是Q=Vq，式中V表示燃料的體積．請(qǐng)計(jì)算該品牌轎車在測(cè)試過程中，燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)牽引轎車前進(jìn)所需能量的效率．（g取10N/kg）
（2）近年來，我國(guó)部分省份開始推廣使用乙醇汽油．乙醇汽油是由10%體積的乙醇與90%體積的汽油混合而成，已知乙醇的熱值q=2.4×10⁷J/L，設(shè)混合后總體積不變，請(qǐng)計(jì)算乙醇汽油的熱值為多少焦/升．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)公式W=FS和Q=Vq分別計(jì)算出轎車牽引力所做的功和汽油完全燃燒放出的總能量，然后根據(jù)公式η=

W

Q

×100%求解即可；
（2）在物理學(xué)中，我們把單位體積的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量叫做這種燃料的熱值．運(yùn)用熱值的公式q=

Q

V

即可解決此題．

解答：解：（1）轎車在行駛過程中受到的阻力
f=0.08G=0.08mg=0.08×1200kg×10N/kg=960N
∵汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)
∴轎車牽引力F=f=960N
S=100km=10⁵m
轎車牽引力做的功
W=FS=960N×10⁵m=9.6×10⁷J
汽油完全燃燒放出的總能量
Q=Vq=9L×3.3×10⁷J/L=2.97×10⁸J
燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)牽引轎車前進(jìn)所需能量的效率
η=

W

Q

×100%=

9.6×107J

2.97×108J

×100%=32.3%
答：燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)牽引轎車前進(jìn)所需能量的效率為32.3%．
（2）乙醇汽油的熱值
q=

Q

V

=

Q1+Q2

V

=

V1q1+V2q2

V

=

10%Vq1+90%V q2

V

=0.1q₁+0.9q₂=0.1×2.4×10⁷J/L+0.9×3.3×10⁷J/L=3.21×10⁷J/L
答：乙醇汽油的熱值為3.21×10⁷J/L．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)熱機(jī)效率公式和熱值概念的理解和掌握，特別是對(duì)公式的靈活運(yùn)用和掌握，第二問學(xué)生理解起來可能有一定的困難，需要緊扣熱值的概念去理解．