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九年级物理解答题一般
题目
如图所示,为我国首艘国产大型邮轮"爱达\cdot魔都"号首次航行的情景.若该邮轮以36km/h36km/h的速度匀速航行43min43\min,消耗柴油9×103kg9\times 10^{3}kg,发动机的功率6×107W6\times 10^{7}W,已知柴油的热值为4.3×107J/kg4.3\times 10^{7}J/kg.则:
(1)(1)消耗的柴油完全燃烧放出的热量是多少焦耳?
(2)(2)该邮轮在航行过程中的阻力为多大?
(3)(3)发动机的效率是多少?
知识点:功率的计算、热机章节:第5章 热与能 / 5.5 热机

答案与解析

答案

(1)消耗的柴油完全燃烧放出的热量:
Q=mq=9×103kg×4.3×107J/kg=3.87×1011JQ_{放}=mq=9\times 10^{3}kg\times 4.3\times 10^{7}J/kg=3.87\times 10^{11}J
(2)(2)发动机牵引力做的有用功:
W=Pt=6×107W×43×60s=1.548×1011JW=Pt=6\times 10^{7}W\times 43\times 60s=1.548\times 10^{11}J
邮轮匀速航行的速度:v=36km/h=10m/sv=36km/h=10m/s
航行的路程:s=vt=10m/s×43×60s=25800ms=vt=10m/s\times 43\times 60s=25800m
邮轮在航行过程中受到的牵引力:F=Ws=1.548×1011J25800m=6×106NF=\frac{W}{s}=\frac{1.548×1{0}^{11}J}{25800m}=6\times 10^{6}N
邮轮匀速航行时,受到的阻力与牵引力平衡,大小相等,即:f=F=6×106Nf=F=6\times 10^{6}N
(3)(3)发动机的效率为:
η=WQ×100%=1.548×1011J3.87×1011J×100%=40%\eta =\frac{W}{Q{}_{放}}\times 100\%=\frac{1.548×10^{11}J}{3.87×10^{11}J}\times 100\%=40\%
答:(1)消耗的柴油完全燃烧放出的热量为3.87×1011J3.87\times 10^{11}J
(2)(2)该邮轮在航行过程中的阻力为6×106N6\times 10^{6}N
(3)(3)发动机的效率为40%40\%

解析

(1)消耗的柴油完全燃烧放出的热量:
Q=mq=9×103kg×4.3×107J/kg=3.87×1011JQ_{放}=mq=9\times 10^{3}kg\times 4.3\times 10^{7}J/kg=3.87\times 10^{11}J
(2)(2)发动机牵引力做的有用功:
W=Pt=6×107W×43×60s=1.548×1011JW=Pt=6\times 10^{7}W\times 43\times 60s=1.548\times 10^{11}J
邮轮匀速航行的速度:v=36km/h=10m/sv=36km/h=10m/s
航行的路程:s=vt=10m/s×43×60s=25800ms=vt=10m/s\times 43\times 60s=25800m
邮轮在航行过程中受到的牵引力:F=Ws=1.548×1011J25800m=6×106NF=\frac{W}{s}=\frac{1.548×1{0}^{11}J}{25800m}=6\times 10^{6}N
邮轮匀速航行时,受到的阻力与牵引力平衡,大小相等,即:f=F=6×106Nf=F=6\times 10^{6}N
(3)(3)发动机的效率为:
η=WQ×100%=1.548×1011J3.87×1011J×100%=40%\eta =\frac{W}{Q{}_{放}}\times 100\%=\frac{1.548×10^{11}J}{3.87×10^{11}J}\times 100\%=40\%
答:(1)消耗的柴油完全燃烧放出的热量为3.87×1011J3.87\times 10^{11}J
(2)(2)该邮轮在航行过程中的阻力为6×106N6\times 10^{6}N
(3)(3)发动机的效率为40%40\%

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