Question

7．一臺(tái)汽油機(jī)工作時(shí)，排出的廢氣帶走的能量占總能量的35%，氣缸向周圍散熱損失的能量占總能量的30%，克服機(jī)械運(yùn)行的摩擦損失的能量占總能量的5%，其他能量損耗不計(jì)．求：
（1）這臺(tái)汽油機(jī)的效率是多少？
（2）如果每分鐘需做有用功3×10³J，這臺(tái)汽油機(jī)每分鐘至少需要消耗汽油多少千克？[汽油的熱值是4.6×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）產(chǎn)生的總能量是100%，減去所有消耗的（廢氣帶走的能量占總能量的35%、氣缸向周圍散熱損失的能量占總能量的30%、克服機(jī)械運(yùn)行的摩擦損失的能量占總能量的5%），就是做有用功的了，也就是所求的機(jī)械效率．
（2）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$計(jì)算出燃料燃燒放出的總能量，再根據(jù)公式m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$求出消耗的汽油質(zhì)量．

解答 解：（1）汽油機(jī)的效率：η=100%-35%-30%-5%=30%
（2）汽油機(jī)每分鐘需做有用功W_有=3×10³ J，
燃料完全燃燒放出的總能量：
Q_放=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{3×1{0}^{3}J}{30%}$═1×10⁴J
汽油機(jī)每分鐘至少需要消耗汽油：
 m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1×1{0}^{4}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$=0.22×10^-3kg．
答：（1）汽油機(jī)的效率為30%．
（2）這臺(tái)汽油機(jī)每分鐘至少需要消耗汽油0.22×10^-3kg．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是有關(guān)熱機(jī)效率和燃料熱值的計(jì)算，也是一道生活中的物理題，有其實(shí)用價(jià)值，對(duì)公式的把握和運(yùn)用是基礎(chǔ)，只要讀好題，總體來(lái)說(shuō)本題難度不大，體現(xiàn)了物理來(lái)源于生活，服務(wù)于社會(huì)的新課程理念．