Question

12．一臺內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占20%，廢氣帶走的能量占35%，摩擦等機(jī)械損耗占15%，其余為輸出的有用功，
（1）則它的機(jī)械效率為30%．
（2）若它在一個(gè)工作循環(huán)中消耗了10g汽油（熱值為4.6×10⁷J/kg），這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）輸出的有用機(jī)械能為多少？

Answer 1

分析 （1）熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器．熱機(jī)的效率是有效利用的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比．用來做有用功的那部分能量與氣缸散熱損失的能量、廢氣帶走的能量、摩擦等機(jī)械損耗的能量之和等于燃料燃燒釋放的能量．
（2）根據(jù)燃料完全燃燒放熱公式Q_放=qm計(jì)算完全燃燒2kg柴油能放出的熱量；
（3）已經(jīng)計(jì)算出了內(nèi)燃機(jī)的效率，可利用熱效率的公式變形W_有=η×Q_放計(jì)算出有用功．

解答 解：
（1）各種能量損耗的總和是：20%+35%+15%=70%，
所以它的機(jī)械效率為：η=100%-70%=30%．
（2）q=4.6×10⁷J/kg，
完全燃燒10g柴油放出的熱量為：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×10×10^-3kg=4.6×10⁵J，
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$得，
該內(nèi)燃機(jī)對外做的有用功為：
W_有=η×Q_放=30%×4.6×10⁵J=1.38×10⁵J．
故答案為：（1）30%；（2）汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是4.6×10⁵J；（3）輸出的有用機(jī)械能為1.38×10⁵J．

點(diǎn)評 此題主要考查了熱機(jī)效率的計(jì)算，以及燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq的掌握和運(yùn)用，熱機(jī)的效率是有效利用的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，利用好熱機(jī)效率公式是關(guān)鍵．