Question

【題目】汽車已進入百姓家庭，汽車發(fā)動機性能的好壞倍受人們關(guān)注．在汽車發(fā)動機的設(shè)計過程中，既要考慮能量的有效利用，又要考慮發(fā)動機的冷卻問題．[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)動機過熱，汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來降低發(fā)動機的溫度.6kg水在冷卻系統(tǒng)中溫度升高50℃，所吸收的熱量是多少？

（2）15L汽油在汽車發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒40min，可以釋放出多少能量（假設(shè)汽油完全燃燒）？若發(fā)動機輸出的功率為6×104 W，則此汽車發(fā)動機的效率是多少？（汽車發(fā)動機效率的計算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

【答案】（1）1.26×106J；

（2）29.8%．

【解析】解：（1）水吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×6kg×50℃=1.26×106J；

（2）消耗汽油的體積V=15L=0.015m3，

由ρ=得，

消耗汽油的質(zhì)量：m=ρV=0.7×103kg/m3×0.015m3=10.5kg，

汽油燃燒放出的熱量：Q放=mq=10.5 kg×4.6×107 J/kg=4.83×108J，

發(fā)動機做有用功：W=pt=6×104W×40×60s=1.44×108J，

發(fā)動機的效率：η=×100%=×100%=29.8%．

答：（1）水吸收的熱量為1.26×106J；

（2）汽車發(fā)動機的效率是29.8%．