Question

6．科技部網站7月1日報道，由“十二五”863計劃支持的“節能環保高效轎車柴油機研發”項目已取得重大突破，某型柴油機的燃油消耗率為0.2kg/（kW•h），冷卻方式為蒸發水冷．其中，“燃油消耗率”是指柴油機正常工作時，每輸出1kW•h的能量時柴油機所消耗柴油的千克數．【柴油的熱值為3.3×10⁷J/kg．水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）】求：
（1）若柴油機的水箱中貯有10kg冷卻水，當水的溫度由25℃上升到50℃時，這些水所吸收的熱量是多少焦？
（2）該柴油機正常工作時的效率．（結果保留到1%）

Answer 1

分析 （1）根據已知條件，直接用公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）根據燃油消耗率的含義可得，輸出的有用能量為1kW•h，利用消耗的柴油質量可計算這些柴油完全燃燒放出的熱量，再根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$計算柴油機正常工作時的效率．

解答 解：（1）這些水所吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（50℃-25℃）=1.05×10⁶J．
（2）燃油消耗率為0.2kg/kW•h，說明：柴油機正常工作時，每輸出1kW•h的能量，柴油機所消耗柴油的質量為m_油=0.2kg；
則有用功：W_有用=1kW•h=1×10³W×3600s=3.6×10⁶J；
則這些柴油完全燃燒放出的熱量：Q_放=m_油q_油=0.2kg×3.3×10⁷J/kg=6.6×10⁶J，
該柴油機正常工作時的效率為：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{6.6×1{0}^{6}J}$≈55%．
答：（1）這些水所吸收的熱量是1.05×10⁶焦；
（2）該柴油機正常工作時的效率為55%．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運用，能從表格中得出相關信息并加以利用是本題的關鍵（“燃油消耗率”是指柴油機正常工作時，每輸出1kW•h的能量柴油機所消耗柴油的千克數）．