Question

 我國首輛氫燃料電池電動機車“藍天號”在西南交大鐵道專用線上成功運行（如圖所示）．該車采用150kW的氫燃料電池作為牽引動力，正常行駛時的速度為18m/s．
（1）氫燃料電動機車與傳統(tǒng)汽車相比有哪些優(yōu)勢？（回答兩點）
（2）該車正常行駛30min需要完全燃燒多少千克的氫氣？（q_氫氣=1.35×10⁸J/kg）
（3）如果發(fā)動機的效率為90%，那么該車勻速行駛時受到的摩擦力是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)氫能源的優(yōu)點和氫能源的開發(fā)和利用的最新動向即可作答；
（2）先計算出機車消耗的能量，再根據(jù)熱值的計算公式q=

Q

m

計算出需要氫氣的質(zhì)量；
（3）根據(jù)公式P=

W

t

，v=

s

t

可推導出機車牽引力和速度的關(guān)系式F=

P

v

，計算出牽引力，再根據(jù)力的平衡計算摩擦力f．

解答：解：（1）氫氣的燃燒值高；因為氫氣燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境；與傳統(tǒng)的汽車相比有高效率、低排放、低成本、適應(yīng)性好等特點．
（2）機車正常行駛30分鐘消耗的能量為：
P=

W

t

得W=Pt=1.5×10⁵W×30×60s=2.7×10⁸J，
氫氣的質(zhì)量為：
m=

Q

q

=

W

q

=

2.7×108J

1.35×108J/kg

=2kg；
（3）由P=

W

t

，v=

s

t

得，機車的牽引力F=

P

v

=

1.5×105W×90%

18m/s

=7500N，
機車勻速行駛時受到的摩擦力等于發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力：f=F=7500N．
答：（1）環(huán)保無污染、氫燃料的熱值大；
（2）需要完全燃燒2千克的氫氣；
（3）該車勻速行駛時受到的摩擦力是7500N．

點評：本題主要考查了氫能源的優(yōu)點，燃料的熱值和機車功率的計算，綜合性強，要細心解答，避免出錯，還要對新能源的開發(fā)和利用多多了解．