东风汽车的功率为33.5kW，运送一次沙包和木桩行驶的距离为10km，耗时20分钟，消耗柴油4.8L，柴油密度为0.82×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/kg，求：（1）如果汽车一直在平直公路上行驶，那么

Question

东风汽车的功率为33.5kW，运送一次沙包和木桩行驶的距离为10km，耗时20分钟，消耗柴油4.8L，柴油密度为0.82×10³kg/m³，汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg，求：
（1）如果汽车一直在平直公路上行驶，那么运输过程中克服沙包和木桩重力做功多少？
（2）该车运输一次沙包和木桩需做功多少？
（3）该车的效率是多少？

Answer 1

（1）重力的方向是竖直向下的，汽车在平直公路上行驶，力和物体移动的方向相反，在竖直方向上没有做功；
（2）根据P=(W)/(t)可得：
汽车做的功W_有=Pt=33.5×10³W×20×60s=4.02×10⁷J；
（3）汽油的体积：V=4.8L=4.8×10^-3m³，汽油的质量：m=ρV=0.82×10³kg/m³×4.8×10^-3m³=3.936kg，
这些汽油完全燃烧所产生的热量：
Q_放=mq=3.936kg×4.6×10⁷J/kg=1.8×10⁸J；
汽油机的效率：η=(W有)/(Q放)×100%=(4.02×107J)/(1.8×108J)×100%≈22.3%．
答：（1）如果汽车一直在平直公路上行驶，那么运输过程中克服沙包和木桩重力做功为0J；
（2）该车运输一次沙包和木桩需做功为4.02×10⁷J；
（3）该车的效率约为22.3%；