Question

12．設(shè)計汽車發(fā)動機時，既要考慮能量的利用效率，也要考慮發(fā)動機的冷卻問題．
（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．5kg水在冷卻系統(tǒng)中溫度從10℃升高50℃，可以吸收多少熱量？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）柴油在某汽車發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒時，如果每分鐘釋放1.2×10⁷J的能量，發(fā)動機輸出的功率是8.4×10⁴W，則此汽車發(fā)動機的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的質(zhì)量、比熱容、溫度的變化量，利用熱量的計算公式計算吸收的熱量；
（2）已知時間和放出的能量，利用功率的公式可以計算出總功率，然后利用效率的公式計算汽車發(fā)動機的效率．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×50℃=1.05×10⁶J；
（2）發(fā)動機的總功率：
P_總=$\frac{Q}{t}$=$\frac{1.2×1{0}^{7}J}{60s}$=2×10⁵W，
發(fā)動機的效率：η=$\frac{{W}_{輸出}}{{W}_{總}}$=$\frac{{P}_{輸出}t}{{P}_{總}t}$=$\frac{{P}_{輸出}}{{P}_{總}}$=$\frac{8.4×1{0}^{4}W}{2×1{0}^{5}W}$×100%=42%．
答：（1）水所吸收的熱量是1.05×10⁶J；
（2）此汽車發(fā)動機的效率是42%．

點評 本題考查了熱量和效率的計算，第二問還可以先計算出輸出的能量，然后再利用效率公式計算效率．