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4.6×107J/kg，汽油密度為0.7×103kg/m3 ， 水的比熱為4.2×103J/（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.如右圖所示是5kg水在冷卻系統中水溫隨時間變化的圖線，求6 0min內水所吸收的熱量是多少？

（2）1L汽油在汽車發動機汽缸內共燃燒了3min，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是6×104W，則此汽車發動機的效率是多少？（提示：計算發動機的效率時要分析燃料燃燒的Q放和對應時間內輸出總功間的關系，發動機效率計算結果精確到1％）

Answer 1

【答案】
（1）解：6 0min內水所吸收的熱量是：Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×5 kg×80℃=1.26×106J；

（2）解：汽油的體積為：V=1L=0.001m3，汽油的質量為：m=ρV=0.7×103kg/m3×0.001 m3=0.7kg，汽油完全燃燒放出的熱量為：Q放=mq=0.7kg×4.6×107J/kg=3.22×107J，做功的時間為：t=3min=180s，所做的功為：W=Pt=6×104W×180s=1.08×107J，所以汽車發動機的效率是：η=W/Q放=1.08×107J/3.22×107J≈34%.

【解析】（1）本題考查了熱量的計算，理解公式Q吸=cm△t中各物理量的含義，代入題目中的數據計算即可；
（2）燃燒放熱方程Q放=mq中，m指燃料的質量，q是指燃料的熱值；理解熱機的效率是指轉化為機械能的能量與燃料完全燃燒釋放的總能量的比.