开发新能源，共创碧水蓝天．太阳能等新型能源的开发和利用是解决社会发展的能源危机、环境污染的必由之路．如图所示，是世界上最大的太阳能飞机，重达2.3吨，该飞机机身和机翼均采

Question

开发新能源，共创碧水蓝天．太阳能等新型能源的开发和利用是解决社会发展的能源危机、环境污染的必由之路．如图所示，是世界上最大的太阳能飞机，重达2.3吨，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kw的最大功率，该飞机的最大飞行速度为40km/h．假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m²，g取10N/kg，求

（1）太阳能属于___（选填“可再生”或“不可再惟”）能源．
（2）飞机停在水平地面时对地面的压强大小；
（3）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；
（4）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？（航空燃油的热值取4×10⁷/kg，密度取0.75×10³kg/m³）

Answer 1

（1）太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源；
（2）飞机在水平地面，对地面的压力：
F=G=mg=2.3×10³kg×10N/kg=2.3×10⁴N；
飞机对地面的压强：
p=(F)/(S)=(2.3×104N)/(0.1m2)=2.3×10⁵Pa；
（3）飞机的速度：v=108km/h=30m/s，
由P=(W)/(t)=(Fs)/(t)=Fv得，发动机的牵引力：
F=(P)/(v)=(60×103W)/(30m/s)=2×10³N；
（4）由P=(W)/(t)得，发动机输出的能量：
W=Pt=60×10³W×3600s=2.16×10⁸J；
由题知，航空燃油完全燃烧时释放的能量：Q_放=W=2.16×10⁸J，
由Q_放=qm得，航空燃油的质量：
m=(Q放)/(q)=(2.16×108J)/(4×107J)=5.4kg．
根据ρ=(m)/(V)得，体积：
V=(m)/(ρ)=(5.4kg)/(0.75×103kg/m3)=7.2×10^-3m³=7.2L．
答：（1）可再生；
（2）飞机停在水平地面时对地面的压强大小为2.3×10⁵Pa；
（3）发动机的牵引力大小为2×10³N；
（4）发动机输出的能量为2.16×10⁸J；相当于7.2L航空燃油完全燃烧时释放的能量．