Question

【题目】飞机的航空发动机是热机的一种，航空煤油在燃烧室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若高空中飞机获得向前的水平推力为1.6×105N，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧航空煤油5000L．（ ρ煤油=0.8×103kg/m3 ， q煤油=4×107J/kg ） 求在1h时间内：
（1）发动机水平推力做功的功率．
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量．
（3）航空发动机的热机效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由v= 得飞机航行的路程：

s=vt=600km/h×1h=600km=6×105m；

发动机所做的功：

W=Fs=1.6×105N×6×105m=9.6×1010J，

发动机水平推力做功的功率：

P= = ≈2.67×107W；

答：发动机水平推力做功的功率约为2.67×107W．

（2）解：燃烧航空煤油的体积V=5000L=5000dm3=5m3，

由ρ= 得燃烧航空煤油的质量：

m=ρ煤油V=0.8×103kg/m3×5m3=4000kg，

航空煤油完全燃烧放出的热量：

Q放=qm=4×107J/×4000kg=1.6×1011J；

答：航空煤油完全燃烧放出的热量为1.6×1011J．

（3）解：发动机的热机效率：

η= = ×100%=60%．

答：航空发动机的热机效率为60%．

【解析】（1）先利用s=vt求飞机航行的路程，知道推力，利用W=Fs计算发动机水平推力做功的功（有用功），再利用P= 求发动机水平推力做功的功率；（2）知道燃烧航空煤油的体积，利用m=ρV求其质量，再利用Q放=qm求出航空煤油完全燃烧放出的热量；（3）有用功与煤油完全燃烧放出热量的比值就是发动机的热机效率．
【考点精析】认真审题，首先需要了解功率的计算与测量(功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s)，还要掌握热机的概念和效率(热机：将内能转化成机械能的机器，统称为热机．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率．热机的效率是热机性能的一个重要指标)的相关知识才是答题的关键．