九年级下册物理《学习与评价》P156 第八题.
九年级下册物理《学习与评价》P156 第八题.
已知一辆质量为2t的小轿车,每个轮胎和地面的接触面积为0.05m²；以72km/h的速度做匀速直线运动,汽车发动机在1h内做功3.6*10^7J,消耗汽油5L,汽油的密度为0.7*10³kg/m³,为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中温度从20℃上升到90℃ ； g=10N/kg ; q汽油=4.6*10^7J/kg ; c水=4.2*10^3J/(kg*℃）
（1）求汽车对地面的压强；
（2）发动机的功率是多少?
（3）汽车受到的阻力是多少?
（4）计算发动机的效率.
（5）水在这个过程中,吸收的热量为多少?
（6）冷却系统用水做冷却液的优点.
解（1）
汽车的质量m=2t=2000kg
汽车所受重力G=mg=2000kg*10N/kg=20000N
因为汽车做匀速直线运动
所以汽车对地面的压力F=G=2*10^4N
汽车与地面的接触面积S=4*S轮=4*0.05m²=0.2m²
所以汽车对地面的压强p=F/S=（2*10^4N）/（0.2m²）=1*10^5pa
（2）
发动机做功时间t=1h=3600s
发动机功率P=W有/t=（3.6*10^7）/（3600s）=1*10^4W
（3）
汽车行驶的路程s=tv=1h*72km/h=72km=7.2*10^4m
根据W=Fs得汽车的动力F=W有/s=（3.6*10^7J）/（7.2*10^4m）=500N
因为汽车做匀速直线运动
所以汽车受到的阻力f=F=500N
（4）
汽油的体积 V油=5L=0.005m³
汽油的质量 m油=ρ油V油=0.7*10³kg/m³*0.005m³=3.5kg
汽油燃烧放出的热量Q放=m油q油=3.5kg*4.6*10^7J/kg=1.61*10^8J
发动机的效率η=W有/Q放=（3.6*10^7J）/（1.61*10^8J）≈22.4%
（5）
水吸收的热量Q吸=c水m水（t-to）=4.2*10³J/（kg*℃）*5kg*（90℃-20℃）=1.47*10^6J
（6）
水的比热容大,吸收一定热量时,温度上升较小,所以能吸收热量较多.
有些表达不是太好,只供参考.