某小汽车在一段平直的公路上匀速行驶11.2km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油3.0L（假设燃油完全燃烧）若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为4×107J/kg．求：（1）该汽车在这段路程中牵引力所做

Question

某小汽车在一段平直的公路上匀速行驶11.2km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油3.0L（假设燃油完全燃烧）若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，热值为4×10⁷J/kg．求：
（1）该汽车在这段路程中牵引力所做的功．
（2）热机的效率．  
（3）并分析热机效率较低的原因．

Answer 1

（1）汽车在平直公路上匀速行驶，汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力
F_牵=F_阻=3.0×10³N
W=FS=3.0×10³N×11.2×10³m=3.36×10⁷J；
（2）由 ρ=(m)/(V)可得，
m_油=ρ_油V_油=0.8×10³kg/m³×3×10^-3m³=2.4kg
Q=qm_油=4×10⁷J/kg×2.4kg=9.6×10⁷J，
则η=(Q有)/(Q总)×100%=(3.36×107J)/(9.6×107J)×100%=35%．
（3）燃料在气缸内燃烧时，有一部分燃料没有完全燃烧，就随着废气被排到空气中，带走一部分能量；
排气冲程中排出的废气温度很高，带去一部分热能；
热机工作时，气缸机件散热，消耗一部分内能；
热机内相对运动的机件间摩擦做功消耗能量．由于以上能量的损失，导致了热机的效率非常低．
答：（1）汽车在这段路程中牵引力所做的功为3.36×10⁷J；
（2）热机的效率为35%；
（3）①燃料不能完全燃烧；②因克服摩擦消耗能量；③废气带走一部分能量；④因散热的热损失．