Question

氢能被视为未来的理想清洁能源．随着科技的不断进步，现在从植物中提取氢的效率越来越高，可以从34kg干燥的植物中提取1kg的氢．
（1）目前的节能小轿车每百公里耗油量可以降到5L，则这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是多少kg？为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度，5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？水的比热容为4.2×10³J/
（2）如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%．若一辆氢能源小轿车在从桂林行驶到百色大约700km的路程上获得的平均牵引力为8.4×10²N，则它从桂林行驶到百色需要消耗的氢大约是多少kg？（ρ_汽油=0.71×10³kg/m³；q_氢=1.4×l0⁸J/kg；1L=ldm³）
（3）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？

Answer

（1）已知汽油的体积和密度，根据公式m=ρV可求这种节能小轿车每百公里消耗的汽油质量，根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量．
（2）已知牵引力的大小和路程，根据公式W=FS可求牵引力做的功，还知道氢的转换效率，可求消耗氢的质量．
（3）静止时对地面的压力等于汽车的重力，高速行驶时利用流体压强与流速的关系可以解释．汽车上方空气流速快，压强小，下面空气流速慢，压强大．
【解析】
（1）这种节能小轿车每百公里消耗的汽油质量m油=ρ汽油×V油=0.71×103kg/m3×5×10-3m3=3.55kg．
吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×50℃=1.05×106J．
答：这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是3.55kg，所吸收的热量是1.05×106J．
（2）牵引力做的功W=FS=8.4×102N×700000m=5.88×108J，
效率η==，
所以m氢===7kg．
答：它从桂林行驶到百色需要消耗的氢大约是7kg．
（3）静止时对地面的压力大．
因为静止时对地面的压力等于汽车的重力，小汽车在水平路面高速行驶时，汽车上方空气流速快，压强小，下面空气流速慢，压强大，上下形成压强差，产生向上的升力，所以小汽车在水平路面高速行驶时，对地面的压力小．