Question

（2011?錦州）汽車已進(jìn)入百姓家庭，汽車發(fā)動機(jī)性能的好壞倍受人們關(guān)注．在汽車發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)過熱，汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來降低發(fā)動機(jī)的溫度.5kg水在冷卻系統(tǒng)中溫度升高50℃，所吸收的熱量是多少？
（2）10L汽油在汽車發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒30min，可以釋放出多少能量（假設(shè)汽油完全燃燒）？若發(fā)動機(jī)輸出的功率為6×10⁴ W，則此汽車發(fā)動機(jī)的效率是多少？（汽車發(fā)動機(jī)效率的計算結(jié)果精確到1%）

Answer 1

分析：（1）知道水的質(zhì)量、水溫度的升高值和水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）知道汽油的體積，利用密度公式求汽油的質(zhì)量，再利用燃料完全燃燒放熱公式求汽油燃燒可以釋放的能量（總能量）；
知道發(fā)動機(jī)的輸出功率和工作時間，利用W=Pt可求有用功，再利用效率公式求發(fā)動機(jī)的效率，

解答：解：（1）Q_吸=cm△t=4.2×10³ J/（kg?℃）×5 kg×50℃=1.05×10⁶J；
（2）V=10L=0.01m³，
m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.01 m³=7kg，
Q_放=mq=7kg×4.6×10⁷J/kg=3.22×10⁸J，
t=30min=1800s，
W=Pt=6×10⁴W×1800s=1.08×10⁸J，
η=

W

Q放

=

1.08×108J

3.22×108J

≈34%．
答：（1）水吸收的熱量是1.05×10⁶J；
（2）10L汽油在汽車發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒可以釋放出3.22×10⁸J的能量，此汽車發(fā)動機(jī)的效率是34%．

點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對密度公式、吸熱公式、功率公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用公式，屬于難題！