题目

2013年11月27日，ACN新闻报道，日本早稻田大学的内藤健健教授发现了一种全新的压缩燃烧原理，可使汽油发动机的效率达60%，所谓发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧产生内能的比值．当前汽油发动机的最高效率是30%．假期小明全家驾车去某地旅游，在高速公路上匀速行驶225km，所用时间是2.5h，消耗汽油20L（汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内产生牵引力的功率为20kW．求： （1） 该汽车发动机的效率是多少？（已知ρ汽油=0.8×103kg/m3 ， q汽油=4.5×107J/kg） （2） 假如小明家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理，效率达60%，则20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶多长的距离． 答案： 解：由ρ= mV 可得，20L汽油的质量：m=ρV=0.8×103kg/m3×20×10﹣3m3=16kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=16kg×4.5×107J/kg=7.2×108J，由P= Wt 可得，2.5h内牵引力做功：W有用1=Pt=20000W×2.5×3600s=1.8×108J，汽车发动机的效率：η1= W有用1Q总 ×100%= 1.8×108J7.2×108J ×100%=25%.答：该汽车发动机的效率是25% . 解：由η= W有用W总 可得，效率达60%后牵引力做的功：W有用2=Q总η2=7.2×108J×60%=4.32×108J，由P= Wt 可得行驶的时间：t= W有用2P = 4.32×108J20000W =2.16×104s；由题中条件可得汽车行驶的速度：v= st = 225km2.5h =90km/h=25m/s；由v= st 可得，采用全新的压缩燃烧原理后汽车行驶的路程：s'=vt'=25m/s×2.16×104s=5.4×105m.答：20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶5.4×105m .

查看本题答案和解析