西安市部分公交车用天然液化气为燃料,其主要成分就是**,热值为3.6×107J/m3.如果一辆公交车满载乘客时...
问题详情:
西安市部分公交车用天然液化气为燃料,其主要成分就是**,热值为3.6×107 J/m3.如果一辆公交车满载乘客时总质量是6×103 kg,那么10 m3**气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36 km/h的速度匀速行驶100 min.匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍,(g取10 N/kg)求:
(1)这段时间内公交车牵引力所做功的功率.
(2)若10 m3的**气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收,则能将多少千克的水从0 ℃加热到刚沸腾.[c水=4.2×103 J/(kg·℃),结果保留一位小数]
(3)这段时间内公交车发动机的效率是多大?
【回答】
3×104 W1071.450%
【解析】
解答:(1)公交车满载时的重力:G总=m总g=6×103kg×10N/kg=6×104N,因公交车匀速行驶时处于平衡状态是,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,公交车受到的牵引力:F=f=0.05G总=0.05×6×104N=3000N,公交车匀速行驶的速度:v=36km/h=10m/s,这段时间内公交车牵引力所做功的功率:P==Fv=3000N×10m/s=3×104W;(2)10m3的**气体完全燃烧所产生的能量:Q放=Vq=10m3×3.6×107J/m3=3.6×108J,由题知,水吸收的热量Q吸=Q放=3.6×108J,标准大气压下水的沸点为100℃,由Q吸=cm可得,加热水的质量: m=≈1071.4kg;(3)由P可得,这段时间内公交车牵引力所做的功:W=Pt′=3×104W×100×60s=1.8×108J,这段时间内公交车发动机的效率:×100%=50%.
点睛:(1)知道公交车满载乘客时的总质量,利用G=mg求其总重力,公交车匀速行驶时处于平衡状态是,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=f=0.05G求出牵引力的大小,又知道公交车行驶的速度,利用P==Fv求这段时间内公交车牵引力所做功的功率;(2)利用Q放=Vq求10m3的**气体完全燃烧所产生的能量,而水吸收的热量Q吸=Q放,知道水的初温和末温,再利用Q吸=cm求水的质量;(3)利用W=Pt求这段时间内公交车牵引力所做功,再利用效率公式求这段时间内公交车发动机的效率.
知识点:热机单元测试
题型:计算题
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