节能减排、绿***环保,新能源汽车成为未来汽车发展的方向,纯电动汽车就是一种成本更低且能量转换效率更高的新能源汽车.某厂家开发出一款自主品牌的纯电动汽车,为了比较这款电动车与同型号内燃机汽车的能量转换效率,分别对它们进行测试,部分测试数据如下表(测试过程可视为匀速直线运动): 车型项目 纯电动汽车 内燃机汽车 能源种类 电能 汽油[q 汽油 =4.5×10 7 J/kgρ 汽油 =0.7×10 3 kg/m 3 ] 测试距离 100km 100km 牵引力 600N 600N 百公里耗能 20kW•h ? 能量转换效率 ? 20% 则:(1)测试过程中,纯电动汽车牵引力所做的功是多少?(2)纯电动汽车的能量转换效率是多少?(3)内燃机汽车百公里耗油多少升?(保留一位小数)
(1)纯电动汽车牵引力所做的功是W 有 =FS=600N×10 5 m=6×10 7 J;
答:纯电动汽车牵引力所做的功是6×10 7 J;
(2)消耗的电能W 电 =20 kW•h×3.6×10 6 J/kW•h=7.2×10 7 J;
纯电动汽车的能量转换效率是η 1 =
W 有
W 电 =
6× 10 7 J
7.2× 10 7 J ≈83.3%;
答:纯电动汽车的能量转换效率是83.3%;
(3)汽油车与电动汽车牵引力所做的功都相同为6×10 7 J;
则汽油车百公里消耗的总能量为:
Q 总 =
W 有
η 2 =
6× 10 7 J
0.2 =3×10 8 J;
汽油的质量m 汽油 =
Q 总
q 汽油 =
3× 10 8 J
4.5× 10 7 Jkg ≈6.67kg;
汽油的体积V 汽油 =
m 汽油
ρ 汽油 =
6.67kg
0.7× 10 3 kg/ m 3 ≈9.5×10 -3 m 3 =9.5 L.
答:内燃机汽车百公里耗油9.5 L.