Question

【題目】地鐵的開(kāi)通大大緩解了城市公交運(yùn)輸?shù)膲毫�。某學(xué)校實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)收集到某市地鐵機(jī)車(chē)和公交車(chē)在甲、乙區(qū)間內(nèi)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)如表。求：

××型號(hào) 地鐵機(jī)車(chē)	地鐵電力 機(jī)車(chē)功率 103 kW	平均速度 60 km/h	牽引力 5×104 N	額定載客 量500人
××型號(hào) 公交汽車(chē)	燃油熱值 4×107 J/kg	平均速度 18 km/h	牽引力 3 000 N	額定載客 量40人

(1)甲、乙兩地鐵站相距2.4 km，地鐵運(yùn)行一趟需要多少小時(shí)？

(2)地鐵機(jī)車(chē)的效率是多少？（保留三位有效數(shù)字）

(3)公交車(chē)每千米消耗燃油0.3 kg，公交車(chē)熱機(jī)的效率是多少？

Answer 1

【答案】(1) 0.04 h；(2) 83.3%；(3) 25%

【解析】

(1)由表中數(shù)據(jù)可知，地鐵機(jī)車(chē)的速度v＝60 km/h

由v＝得，地鐵的運(yùn)行時(shí)間：t＝＝＝0.04 h

(2)由P＝得，機(jī)車(chē)消耗的電能：W電＝Pt＝103 kW×0.04 h＝40 kW·h＝1.44×108 J

牽引力做的功W＝Fs＝5×104 N×2.4×103 m＝1.2×108 J

地鐵機(jī)車(chē)的效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%

(3)公交車(chē)行駛2.4 km消耗的燃油：m＝0.3 kg/km×2.4 km＝0.72 kg

這些燃油完全燃燒釋放的熱量Q＝qm＝4×107 J/kg×0.72 kg＝2.88×107 J

由表中數(shù)據(jù)可知，公交車(chē)的牽引力F′＝3 000 N

公交車(chē)做的功W′＝F′s＝3 000 N×2.4×103 m＝7.2×106 J

公交車(chē)熱機(jī)的效率η＝×100%＝×100%＝25%