Question

(6分)隨著無錫經濟水平的不斷提高，小汽車越來越多地走進了我市普通百姓人家．如表為小明同學家小汽車的有關數據：

小汽車的總質量1500kg	小汽車的額定功率50kW
汽車輪胎與地面接觸的總面積0.1m2	100km耗油量8L
水箱中裝滿水質量2.5kg	汽油的密度0.71×103kg/m3

求：（1）某次行駛中，若水箱中水溫度升高20℃，則水吸收熱量為多少焦耳？
（2）該小汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多大？
（3）假若小汽車發動機的效率為30%，該小汽車在水平路面上以額定功率勻速直線行駛0.5h，此過程中小汽車消耗的汽油是多少kg？（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg，g=10N/kg）

Answer 1

⑴水的質量m=2.5kg，
水吸收的熱量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×20℃=2.1×10⁵J．
⑵汽車靜止時對地面的壓力F=G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N
汽車靜止時對地面的壓強
⑶小汽車以額定功率勻速直線行駛0.5h牽引力所做的功：
W=Pt=5×10⁴W×0.5×3600s=9×10⁷J
∵小汽車發動機的效率η=30%，
∴ Q_放，
所以，需要消耗的汽油

試題分析：⑴水的質量m=2.5kg，水的比熱容c=4.2×10³J/（kg?℃），升高的溫度△t=20℃，則水吸收的熱量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×20℃=2.1×10⁵J。⑵由題意知：汽車靜止時對地面的壓力F=G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N，受力面積S=0.1m²，則汽車靜止時對地面的壓強。⑶由題意知：小汽車以額定功率P=50kW=50000W，勻速直線行駛t=0.5h=1800s，則牽引力所做的功： W=Pt=5×10⁴W×1800s=9×10⁷J，汽油的熱值為q=4.6×10⁷J/kg，∵小汽車發動機的效率η=30%，
∴ ，
所以，需要消耗的汽油。