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物理必考提高熱機效率是“節(jié)能減排 的一個重要途徑.如果汽油機的效率從

更新時間:2024-01-19 文章作者: 信息來源: 閱讀次數(shù):

提高熱機效率是“節(jié)能減排”的一個重要途徑.如果汽油機的效率從η1=30%提高到η2=36%,那么一輛轎車在汽油機效率為30%時,消耗一定質(zhì)量汽油,能夠在平直道路上勻速行駛10km;當(dāng)效率變?yōu)?6%后,在相同道路情況下,以相同速度勻速行駛,并消耗相同質(zhì)量汽油的情況下,能夠行駛多少千米?

試題答案

解:設(shè)汽油的熱值為q,汽油的質(zhì)量為m,汽車的牽引力為F(汽車兩次都是勻速直線運動,牽引力等于摩擦力,而摩擦力不變,所以牽引力不變),熱機效率為30%時汽車行駛的距離為S1,熱機效率為36%時汽車行駛的距離為S20MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

則汽油完全燃燒放出的熱量為:Q=mq,0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

熱機效率為30%時汽車牽引力所做的功:W1=FS1=F×10km,0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

熱機效率為36%時汽車牽引力所做的功:W2=FS20MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

根據(jù)題意得:η1=,則W1=Qη1 ?F×10km=mq×30%,①0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

η2=,則W2=Qη2?FS2=mq×36%,②0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

由于①式和②式中的F、m、q都相同,所以用②÷①可得:=,0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

解得:S2=12km.0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

答:當(dāng)效率變?yōu)?6%后,在相同道路情況下,以相同速度勻速行駛,并消耗相同質(zhì)量汽油的情況下,能夠行駛12km.0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

試題解析

解答本題時需要先設(shè)汽油的熱值為q,汽油的質(zhì)量為m,則汽油完全燃燒放出的熱量為Q=mq;0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

設(shè)汽車行駛的牽引力為F,行駛的路程為S,則汽車在牽引力下所做的功為W=FS,這部分功是有用功;0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

熱機的效率是用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比,所以我們根據(jù)熱機效率公式和題意可以建立兩個方程,然后通過求解方程組,即可算出行駛的距離.0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

點評:本題有一定的難度,解題的關(guān)鍵是要理解熱機效率,要圍繞熱機效率公式去分析計算.而熱機效率公式中又包含了兩個公式,一個是熱量計算公式Q=mq,另一個是功的計算公式W=FS,通過公式和題意建立兩個方程,從而求解.0MS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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