Question

【題目】某款油電混合動力小汽車，具有省油、能量利用率高等特點，其相關信息如表。在某次水平道路測試中，該車以中速勻速行駛170km,共消耗汽油10L。測試過程中，內燃機既向車輪提供能量，又向蓄電池充電。蓄電池在儲存電能的同時也將部分能量通過電動機向車輪輸送(假設此儲存和輸送過程中無能量損失)。內燃機和電動機共同驅動車輛前進。

驅動模式	純電動	啟動、低速
	油電混合	中速
	純燃油	高速
汽車質量	1000kg
車輪與地面總接觸面積	1000cm2

（1）請完成此測試過程中油電混動系統的簡略能量流向圖。1 ___________2___________

（2）在水平道路中速勻速行駛測試中，若平均阻力為車重的0.1倍，牽引力做的功是多少_____？(g取10N/kg)

（3）同時，在水平道路中速勻速行駛測試中，若該車內燃機的效率為53%，此過程最終使蓄電池增加了多少電能 ________？(ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)

Answer 1

【答案】內能 機械能 1.7×108J 6.6×105J

【解析】

(1) [1][2]根據題文內容：測試過程中，內燃機既向車輪提供能量，又向蓄電池充電，可知：測試過程中油電混動系統的簡略能量流向圖中1為內能2為機械能；

(2)[3]汽車的重力：

G=mg=1000kg×10N/kg=10000N，

駛測試中，若平均阻力為車重的0.1倍所以：

f=0.1G=0.110000N=1000N

牽引力做的功：

W=fs=1000Nm=1.7J

(3)[4]車消耗汽油的質量：

m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×103m3=7kg，

汽油完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J，

內燃機輸出的有用能量：

W有用=Q放η=3.22×108J×53%=1.7066×108J；

最終蓄電池增加的能量：

W電=W有用W機械=1.7066×108J1.7×108J=6.6×105J。