Question

15．油電混合動(dòng)力汽車(chē)有兩種動(dòng)力系統(tǒng)，汽車(chē)加速，汽油機(jī)提供的動(dòng)力不足時(shí)，蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使汽車(chē)加速更快，所以可以降低油耗，行駛性能優(yōu)越，而且．兩種動(dòng)力系統(tǒng)也可獨(dú)立工作．某款混合動(dòng)力汽車(chē)在一段平直的公路上勻速行駛，求：
（1）若汽車(chē)僅由汽油機(jī)提供動(dòng)力，汽油機(jī)的效率是24%，在行駛l00km時(shí)消耗汽油12L，汽油機(jī)做的有用功是多少？（汽油的熱值為5.0×l0⁷J/L）
（2）若汽車(chē)僅由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，汽車(chē)同樣行駛l00km，即電動(dòng)機(jī)做與第（1）問(wèn)中相同的有用功時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電能為50kw•h，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？
（3）請(qǐng)結(jié)合第（1）問(wèn)和第（2）問(wèn)的計(jì)算過(guò)程，比較該汽車(chē)兩種動(dòng)力系統(tǒng)的百公里能耗大小，并說(shuō)明能耗不同的主要原因．

Answer 1

分析 （1）已知汽油的熱值和消耗的體積，由Q_放=qV可求汽油釋放的能量，乘以效率就是汽油機(jī)做的有用功；
（2）已知汽油機(jī)做的有用功和消耗的電能，它們的比值就是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率；
（3）由以上分析做相同的有用功時(shí)能耗大小，分析解答．

解答 解：（1）已知行駛l00km時(shí)消耗汽油12L，
汽油放出的能量，Q_放=qV=5.0×l0⁷J/L×12L=6×10⁸J，
由η₁=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$，
W_有用=η₁×Q_放=24%×6×10⁸J=1.44×10⁸J；
（2）已知行駛l00km時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為50kw•h；
η₂=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{電}}$=$\frac{1.44×1{0}^{8}J}{50×3.6×1{0}^{6}J}$=80%；
（3）由第（1）問(wèn)和第（2）問(wèn)的計(jì)算過(guò)程，可知該汽車(chē)兩種動(dòng)力系統(tǒng)的百公里能耗大小
Q_放＞W(wǎng)_電，由以上計(jì)算可知，η₁＜η₂，
能耗不同的主要原因是電動(dòng)機(jī)的效率高于汽油機(jī)的效率．
答：（1）汽油機(jī)做的有用功是1.44×10⁸J；（2）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是80%；（3）能耗不同的主要原因是電動(dòng)機(jī)的效率高于汽油機(jī)的效率．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了熱機(jī)的效率，也是一道生活中的物理題，有其實(shí)用價(jià)值．對(duì)公式的把握和運(yùn)用是基礎(chǔ)，只要讀好題，總體來(lái)說(shuō)本題難度不大．