Question

【題目】汽車已進入百姓家庭，汽車發動機性能的好壞倍受人們關注．在汽車發動機的設計過程中，既要考慮能量的有效利用，又要考慮發動機的冷卻問題．[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）為了防止發動機過熱，汽車的冷卻系統常用水的循環來降低發動機的溫度.5kg水在冷卻系統中溫度升高50℃，所吸收的熱量是多少？

（2）5L汽油在汽車發動機汽缸內燃燒15min，可以釋放出多少能量（假設汽油完全燃燒）？若發動機輸出的功率為3×104 W，則此汽車發動機的效率是多少？（汽車發動機效率的計算結果精確到1%）

Answer 1

【答案】（1）水吸收的熱量是1.05×106J；

（2）5L汽油在汽車發動機汽缸內燃燒15min，可以釋放出1.61×108J能量，此汽車發動機的效率是17%

【解析】

試題分析：（1）Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×5 kg×50℃=1.05×106J；

（2）V=5L=5×10﹣3m3，

由ρ=可得，汽油的質量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×5×10﹣3m3=3.5kg，

Q放=m汽油q=3.5kg×4.6×107J/kg=1.61×108J，

t=15min=900s，

由P=可得，有用功W=Pt=3×104W×900s=2.7×107J，

η==≈17%．

答：（1）水吸收的熱量是1.05×106J；

（2）5L汽油在汽車發動機汽缸內燃燒15min，可以釋放出1.61×108J能量，此汽車發動機的效率是17%．