题目内容
【题目】汽车已进入百姓家庭,汽车发动机性能的好坏倍受人们关注.在汽车发动机的设计过程中,既要考虑能量的有效利用,又要考虑发动机的冷却问题.
[汽油热值为4.6×107 J/kg,汽油密度为0.7×103 kg/m3 , 水的比热容为4.2×103 J/(kg℃)]
(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.5kg水在冷却系统中温度升高50℃,所吸收的热量是多少?
(2)10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30min,可以释放出多少能量(假设汽油完全燃烧)?若发动机输出的功率为6×104 W,则此汽车发动机的效率是多少?(汽车发动机效率的计算结果精确到1%)
【答案】
(1)解:Q吸=cm△t=4.2×103 J/(kg℃)×5 kg×50℃=1.05×106J;
答:水吸收的热量是1.05×106J;
(2)解:V=10L=0.01m3,
m=ρV=0.7×103kg/m3×0.01 m3=7kg,
Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J,
t=30min=1800s,
W=Pt=6×104W×1800s=1.08×108J,
η= = ≈34%.
答:10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧可以释放出3.22×108J的能量,此汽车发动机的效率是34%.
【解析】根据水的质量、温度差和比热容计算水的吸热,利用燃料的热值和质量计算燃烧放出的热,再用做的有用功和放热的总量的比求热效率.
【题目】认识自然,亲近自然,学校组织学生到桐洲岛进行社会实践活动,小明携带一个质量为1Kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气,参数如表格所示),爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%,丁烷气体的燃烧效率为90%,野炊地水的沸点为100℃,测出当地水的温度为20℃,[水的比热容为 ,锅的比热容为 ]
品名 | 便携式丁烷气炉 | 质量 | 1.88Kg(不含气瓶) |
型号 | WZL-168-A | 尺寸 | 343*284*113mm |
用途 | 野外用 | 点火方式 | 电子点火 |
使用燃气 | 液化丁烷气 | 燃气消耗量 | 150g/h(最大火力时) |
气瓶规格(尺寸/容量) | ||||
品名 | 总质量 | 净质量 | 主要成分 | 热值 |
神州 | 354g | 250g | 丁烷 | 9×107J/kg |
(1)完全燃烧0.1Kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量?
(2)需多少焦耳的热量,才能使2Kg的水温度升高50℃?
(3)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为多少千克的水烧开?(最后结果保留1位小数)