题目内容
设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题．
（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度．200kg水在冷却系统中升高从20℃上升到60℃，所吸收的热量是多少？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若上述热量由完全燃烧的煤气提供，而实际上煤气未完全燃烧，若水吸收的热量是烟煤放出热量的8.4%，那么需要多少m3的煤气？[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值q=4.0×107J/m3．气体完全燃烧放出热量的公式Q放=qV，式中V表示燃烧气体的体积．]
（3）柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出的功率是8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？
（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度．200kg水在冷却系统中升高从20℃上升到60℃，所吸收的热量是多少？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若上述热量由完全燃烧的煤气提供，而实际上煤气未完全燃烧，若水吸收的热量是烟煤放出热量的8.4%，那么需要多少m3的煤气？[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值q=4.0×107J/m3．气体完全燃烧放出热量的公式Q放=qV，式中V表示燃烧气体的体积．]
（3）柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出的功率是8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？
分析：（1）知道水的质量、水温度的升高值和水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）根据水吸收的热量和水的吸收效率求出烟煤放出热量，然后利用Q=qV求需要的煤气；
（3）已知时间和放出的能量，利用功率的公式可以计算出总功率，然后利用机械效率的公式计算效率．
（2）根据水吸收的热量和水的吸收效率求出烟煤放出热量，然后利用Q=qV求需要的煤气；
（3）已知时间和放出的能量，利用功率的公式可以计算出总功率，然后利用机械效率的公式计算效率．
解答：解：（1）Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg?℃）×200kg×（60℃-20℃）=3.36×107J；
（2）∵Q吸=8.4%Q放，
∴Q放=
=
=4×108J，
根据Q放=qV可得：
需要的煤气V=
=
=10m3；
（3）发动机的总功率P总=
=
=2×105W，
发动机的效率η=
×100%=
×100%=42.5%．
答：（1）所吸收的热量是1.05×106J；
（2）需要10m3的煤气；
（3）此汽车发动机的效率是42.5%．
（2）∵Q吸=8.4%Q放，
∴Q放=
| Q吸 |
| 8.4% |
| 3.36×107J |
| 8.4% |
根据Q放=qV可得：
需要的煤气V=
| Q放 |
| q |
| 4×108J |
| 4.0×107J/m3 |
（3）发动机的总功率P总=
| Q |
| t |
| 1.2×107J |
| 60s |
发动机的效率η=
| P输出 |
| P总 |
| 8.5×104J |
| 2×105J |
答：（1）所吸收的热量是1.05×106J；
（2）需要10m3的煤气；
（3）此汽车发动机的效率是42.5%．
点评：本题考查了学生对密度公式、吸热公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用公式，属于难题！
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