Question

【題目】汽車已進(jìn)入百姓家庭，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能的好壞倍受人們關(guān)注．在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要考慮能量的有效利用，又要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問(wèn)題．[汽油熱值為4.6×107 J/kg，汽油密度為0.7×103 kg/m3，水的比熱容為4.2×103 J/（kg℃）]

（1）為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度.5kg水在冷卻系統(tǒng)中溫度升高50℃，所吸收的熱量是多少？

（2）5L汽油在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒15min，可以釋放出多少能量（假設(shè)汽油完全燃燒）？若發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率為3×104 W，則此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率的計(jì)算結(jié)果精確到1%）

Answer 1

【答案】（1）水吸收的熱量是1.05×106J；

（2）5L汽油在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒15min，可以釋放出1.61×108J能量，此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是17%

【解析】

試題分析：（1）Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×5 kg×50℃=1.05×106J；

（2）V=5L=5×10﹣3m3，

由ρ=可得，汽油的質(zhì)量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×5×10﹣3m3=3.5kg，

Q放=m汽油q=3.5kg×4.6×107J/kg=1.61×108J，

t=15min=900s，

由P=可得，有用功W=Pt=3×104W×900s=2.7×107J，

η==≈17%．

答：（1）水吸收的熱量是1.05×106J；

（2）5L汽油在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒15min，可以釋放出1.61×108J能量，此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是17%．