Chúng ta cần tính toán năng lượng tiêu thụ cho mỗi quãng đường 100 km khi ô tô chạy lên dốc và khi chạy trên đường nằm ngang. Sau đó, chúng ta sẽ so sánh năng lượng tiêu thụ trong hai trường hợp để tính khối lượng xăng tiêu thụ.

1. Tính năng lượng tiêu thụ khi ô tô chạy trên đường nằm ngang
Khi ô tô chạy trên đường nằm ngang, công mà động cơ cần thực hiện chỉ để vượt qua lực cản (giả sử là không thay đổi). Gọi W0W_0W0​ là công cần thiết để ô tô di chuyển 100 km. Chúng ta không có số liệu cụ thể cho lực cản, nhưng trong trường hợp này, chúng ta chỉ tính công để so sánh với trường hợp lên dốc.

2. Tính năng lượng tiêu thụ khi ô tô chạy lên dốc
Khi ô tô chạy lên dốc, công cần thực hiện để nâng ô tô lên độ cao tương ứng. Đối với mỗi 1 km đường, mặt đường cao thêm 1 m. Vậy, khi di chuyển 100 km, ô tô sẽ nâng cao 100 m.

Chiều cao (h) = 100 m

Công cần thiết để nâng ô tô lên 100 m là:

W=M⋅g⋅hW = M \cdot g \cdot hW=M⋅g⋅h

Trong đó:

M=2M = 2M=2 tấn =2000= 2000=2000 kg
g≈9.81g \approx 9.81g≈9.81 m/s² (gia tốc trọng trường)
h=100h = 100h=100 m
W=2000⋅9.81⋅100=1962000 JW = 2000 \cdot 9.81 \cdot 100 = 1962000 \, JW=2000⋅9.81⋅100=1962000J

3. Tổng công cần sử dụng
Vì hiệu suất của động cơ là H=25%=0.25H = 25\% = 0.25H=25%=0.25, công mà động cơ thực hiện (Công hữu dụng) sẽ là:

Wthực=WH=19620000.25=7848000 JW_{\text{thực}} = \frac{W}{H} = \frac{1962000}{0.25} = 7848000 \, JWthực​=HW​=0.251962000​=7848000J

4. Tính tổng năng lượng tiêu thụ cho mỗi quãng đường và khối lượng xăng tiêu thụ
Năng suất tỏa nhiệt của xăng là q=4.6×107 J/kgq = 4.6 \times 10^7 \, J/kgq=4.6×107J/kg. Để tìm khối lượng xăng tiêu thụ, chúng ta sử dụng công thức:

m=Wthựcqm = \frac{W_{\text{thực}}}{q}m=qWthực​​

m=78480004.6×107≈0.170 kgm = \frac{7848000}{4.6 \times 10^7} \approx 0.170 \, kgm=4.6×1077848000​≈0.170kg

5. Khối lượng xăng tiêu thụ khi đi trên đường nằm ngang
Vì không có thông tin cụ thể về công tiêu thụ khi không có độ cao (lực cản xuyên suốt), chúng ta sẽ giả sử W0W_0W0​ cho đường nằm ngang không tính vào và không đáng kể trong trường hợp này.

6. So sánh khối lượng xăng tiêu thụ
Khối lượng xăng khi lái lên dốc là khoảng 0.170 kg cho mỗi 100 km.

Từ đó, chúng ta không biết chính xác lượng xăng tiêu thụ cho đường bằng, nhưng nhìn chung:

Khi đi đường dốc, ô tô tiêu thụ khoảng 0.170 kg xăng nhiều hơn so với khi xe chạy trên đường nằm ngang.
Kết luận
Khối lượng xăng tiêu thụ cho mỗi quãng đường 100 km khi lên dốc tốn hơn khoảng 0.170 kg so với khi di chuyển trên đường nằm ngang.