Question

14．某建筑工地使用如圖所示裝置搬運建筑材料．已知柴油機的效率是40%，柴油的熱值是4×10⁷J/kg，用此裝置將一塊重為3200N的建筑材料提升5m歷時4s，消耗的柴油為4g．
（1）完全燃燒4g柴油所放出的熱量為多少？
（2）柴油機的輸出功率多大？
（3）整個裝置的有用功是多少？
（4）整個裝置的效率多大？

Answer 1

分析 （1）利用公式Q_放=mq直接代入進行求解4g柴油完全燃燒放出多少熱量；
（2）因已知柴油機的效率是40%，所以柴油機對外做功W等于40%Q_放，即可利用公式P=$\frac{W}{t}$求柴油機的輸出功率；
（3）提升建筑材料做的有用功可用公式W_有用=Gh求解；
（4）將求得數(shù)據(jù)代入公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$得到整個裝置的效率．

解答 解：
（1）柴油燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=4×10^-3kg×4×10⁷J/kg=1.6×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{W}_{輸出}}{{Q}_{放}}$得，柴油機的輸出功：
W_輸出=40%×Q_放=40%×1.6×10⁵J=6.4×10⁴J，
柴油機的輸出功率：
P=$\frac{{W}_{輸出}}{t}$$\frac{6.4×1{0}^{4}J}{4s}$=1.6×10⁴W；
（3）提升建筑材料做的有用功：
W_有用=Gh=3200N×5m=1.6×10⁴J，
（4）整個裝置的效率：
η_總=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.6×1{0}^{4}J}{1.6×1{0}^{5}J}$×100%=10%．
答：（1）完全燃燒4g柴油所放出的熱量為1.6×10⁵J；
（2）柴油機的輸出功率1.6×10⁴W；
（3）整個裝置的有用功是1.6×10⁴J；
（4）整個裝置的效率為10%．

點評 此題主要考查了滑輪組的機械效率、功率的計算，并且還考查了熱機的效率，將所學知識與實際結合起來，有意義！