Question

17．宜昌市正在建設(shè)的“BRT”系統(tǒng)，是連接中心城區(qū)與外外圍區(qū)域的快速公交系統(tǒng)，它具有專用的車道和站點(diǎn)，有利于中心城區(qū)各項(xiàng)功能的向外輻射和向心聚焦．已知從起點(diǎn)海州站到終點(diǎn)墟溝站的距離約為36km，若“BRT”專用車的平均速80km/h．目前，由于堵車現(xiàn)象嚴(yán)重，再加上紅綠燈較多，該路段開轎車上班的平均速度僅約40km/h．
（1）該系統(tǒng)運(yùn)行后，乘坐“BRT”專用車比開轎車上班從起點(diǎn)到終點(diǎn)可以節(jié)約時(shí)間多少分鐘？
（2）已知每輛“BRT“專用車一次往返平均耗油80L，而一輛轎車一次往返平均耗油7.25L．按每輛“BRT”專用車載客量相當(dāng)于40輛轎車載客量計(jì)算，若40輛轎車上的乘客全部改乘一輛“BRT”專用車，往返可節(jié)約燃油．如果將一次往返節(jié)約的燃油完全燃燒釋放的能量的50%用來燒水且全部被水吸收，可以將多少千克的水從10℃升高到90℃？（已知燃油的熱值為3.2×l0⁷J/m³）
（3）根據(jù)以上信息請你寫一條宜昌市正在建設(shè)的“BRT”系統(tǒng)啟用后的優(yōu)點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）知道路程和專用車的運(yùn)行速度，根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$求出專用車的運(yùn)行時(shí)間；知道路程和轎車的行駛速度，根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$求出轎車到終點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間，減去專用車的時(shí)間即為節(jié)省的時(shí)間．
（2）已知每輛轎車的耗油量，可以得到40輛轎車的耗油量，此耗油量與公交車耗油量之差就是節(jié)約的汽油；已知汽油的熱值和體積，可以得到放出的熱量，根據(jù)效率求出水吸收的熱量；已知吸收的熱量、水的比熱和初溫度、末溫度，利用m=$\frac{Q}{c△t}$得到水的質(zhì)量．
（3）與一般車情況比較從節(jié)能、減輕污染、減輕交通壓力的方面考慮．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得得，專用車從起點(diǎn)到終點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間：
t₁=$\frac{s}{{v}_{1}}$=$\frac{36km}{80km/h}$=0.45h=27min；
乘坐轎車從起點(diǎn)到終點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間：
t₂=$\frac{s}{{v}_{2}}$=$\frac{36km}{40km/h}$=0.9h=54min，
乘坐“BRT”專用車比開轎車上班從起點(diǎn)到終點(diǎn)可以節(jié)約時(shí)間：
△t=t₂-t₁=54min-27min=27min．
（2）40輛轎車消耗的汽油為V_總=40×7.25L=290L，
公交車節(jié)省的汽油為△V=V_總-V₀=290L-80L=210L=0.21m³，
這些汽油產(chǎn)生的熱量為Q=qV=3.2×10⁷J/m³×0.21m³×=6.72×10⁶J，
則Q_吸=50%Q=50%×6.72×10⁶J=3.36×10⁶J，
由Q=cm△t得：
水的質(zhì)量為m=$\frac{Q}{c△t}$=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（90℃-10℃）}$=10kg
（4）快速公交系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)：減輕城市交通壓力；節(jié)約能源，減輕大氣污染．
答：（1）專用車從起點(diǎn)到終點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間為27min；
（2）可以將10kg的水從10℃升高到90℃；
（3）可以避免堵車現(xiàn)象；車速快，節(jié)省時(shí)間．

點(diǎn)評 此題是關(guān)于力學(xué)、熱學(xué)知識應(yīng)用的綜合題，特別是第三小題，有一定的難度，解決時(shí)需要熟練的基礎(chǔ)知識和迅速的對適用公式作出選擇．