Question

7．一台汽油机工作时，排出的废气带走的能量占总能量的35%，气缸向周围散热损失的能量占总能量的30%，克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%，其他能量损耗不计．求：
（1）这台汽油机的效率是多少？
（2）如果每分钟需做有用功3×10³J，这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油多少千克？[汽油的热值是4.6×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）产生的总能量是100%，减去所有消耗的（废气带走的能量占总能量的35%、气缸向周围散热损失的能量占总能量的30%、克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%），就是做有用功的了，也就是所求的机械效率．
（2）根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$计算出燃料燃烧放出的总能量，再根据公式m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$求出消耗的汽油质量．

解答 解：（1）汽油机的效率：η=100%-35%-30%-5%=30%
（2）汽油机每分钟需做有用功W_有=3×10³ J，
燃料完全燃烧放出的总能量：
Q_放=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{3×1{0}^{3}J}{30%}$═1×10⁴J
汽油机每分钟至少需要消耗汽油：
 m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1×1{0}^{4}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$=0.22×10^-3kg．
答：（1）汽油机的效率为30%．
（2）这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油0.22×10^-3kg．

点评 此题主要考查的是有关热机效率和燃料热值的计算，也是一道生活中的物理题，有其实用价值，对公式的把握和运用是基础，只要读好题，总体来说本题难度不大，体现了物理来源于生活，服务于社会的新课程理念．