Question

12．設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，既要考慮能量的利用效率，也要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問題．
（1）為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度．5kg水在冷卻系統(tǒng)中溫度從10℃升高50℃，可以吸收多少熱量？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）柴油在某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒時(shí)，如果每分鐘釋放1.2×10⁷J的能量，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率是8.4×10⁴W，則此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的質(zhì)量、比熱容、溫度的變化量，利用熱量的計(jì)算公式計(jì)算吸收的熱量；
（2）已知時(shí)間和放出的能量，利用功率的公式可以計(jì)算出總功率，然后利用效率的公式計(jì)算汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×50℃=1.05×10⁶J；
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率：
P_總=$\frac{Q}{t}$=$\frac{1.2×1{0}^{7}J}{60s}$=2×10⁵W，
發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η=$\frac{{W}_{輸出}}{{W}_{總}}$=$\frac{{P}_{輸出}t}{{P}_{總}t}$=$\frac{{P}_{輸出}}{{P}_{總}}$=$\frac{8.4×1{0}^{4}W}{2×1{0}^{5}W}$×100%=42%．
答：（1）水所吸收的熱量是1.05×10⁶J；
（2）此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是42%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量和效率的計(jì)算，第二問還可以先計(jì)算出輸出的能量，然后再利用效率公式計(jì)算效率．