Question

我國迅速進(jìn)入汽車社會(huì)的同時(shí)，汽車尾氣對(duì)人們的身體健康構(gòu)成巨大的威協(xié)．為了減少汽車尾氣排放，提高城市的空氣質(zhì)量．我國自主研發(fā)的一種油電混合動(dòng)力汽車（具備內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力裝置），這種汽車的每種動(dòng)力裝置的額定功率都是50kW，充電一次可貯存200kw?h的電能．
（1）若該車只由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，每次充電后，可正常工作多少小時(shí)？
（2）目前車用乙醇汽油的熱值約為4.0×10⁷J/kg，經(jīng)測(cè)量，汽車每消耗1kg的這種汽油就要向空氣中排放2.2kg的二氧化碳，汽車行駛消耗一次充電的電能，相當(dāng)減少向空氣排放多少千克二氧化碳？
（3）如果該車動(dòng)力裝置的機(jī)械效率為75%，它正常工作1min所做的有用功是多少J？

Answer 1

分析：（1）知道儲(chǔ)存的電能和電動(dòng)機(jī)的額定功率，利用P=

W

t

求正常工作的時(shí)間；
（2）200kw?h的電能若由燃燒汽油獲得，根據(jù)Q_放=mq，求出需要汽油的質(zhì)量；再根據(jù)“汽車每消耗1kg的這種汽油就要向空氣中排放2.2kg的二氧化碳”求減少的二氧化碳的質(zhì)量；
（3）知道該車動(dòng)力裝置的功率，利用P=

W

t

求正常工作1min消耗的能量（總能量）又知道該車動(dòng)力裝置的機(jī)械效率，利用效率公式求所做的有用功．

解答：解：（1）∵電動(dòng)機(jī)正常工作，
∴電動(dòng)機(jī)的電功率：P=P_額=50kW，
∵P=

W

t

，
∴每次充電后，正常工作的時(shí)間：
t=

W

P

=

200KW?h

50KW

=4h；
（2）∵Q_放=mq=200kw?h=200×3.6×10⁶J=7.2×10⁸J，
∴消耗一次充電的電能節(jié)約汽油的質(zhì)量：
m=

Q放

q

=

7.2×108J

4.0×107J/kg

=18kg，
由題知，減少排放的二氧化碳質(zhì)量：
M=2.2×m=2.2×18kg=39.6kg；
（3）正常工作1min消耗的能量：
W_總=Pt=50×10³W×60s=3×10⁶J，
∵η=

W有

W總

，
∴所做的有用功：
W_有=η×W_總=75%×3×10⁶J=2.25×10⁶J．
答：（1）每次充電后，可正常工作4h；
（2）汽車行駛消耗一次充電的電能，相當(dāng)減少向空氣排放39.6kg的二氧化碳；
（3）該車正常工作1min所做的有用功是2.25×10⁶J．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實(shí)際生活相聯(lián)系，利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，根據(jù)要求認(rèn)真審題找出有用信息是本題的關(guān)鍵．