Question

4．飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6×10⁵N的水平推力，沿水平方向匀速航行600km，需要完全燃烧热值为4×10⁷J/kg的航空煤油4000kg，求：该过程中
（1）发动机所做的功．
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量．
（3）发动机的热机效率．

Answer 1

分析 （1）根据W=Fs计算所做的功；
（2）根据公式Q_放=qm求出航空煤油完全燃烧放出的热量；
（3）有用功与释放能量的比值就是发动机的热机效率．

解答 解：（1）发动机所做的功：
W=Fs=1.6×10⁵N×600000m=9.6×10¹⁰J；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量：
Q_放=qm=4×10⁷J/kg×4000kg=1.6×10¹¹J；
（3）发动机的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{9.6×1{0}^{10}J}{1.6×1{0}^{11}J}$×100%=60%．
答：（1）发动机所做的功是9.6×10¹⁰J；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量是1.6×10¹¹J；
（3）发动机的热机效率是60%．

点评 本题考查了速度、有用功和释放能量以及效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的换算．