Question

12．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占20%，废气带走的能量占35%，摩擦等机械损耗占15%，其余为输出的有用功，
（1）则它的机械效率为30%．
（2）若它在一个工作循环中消耗了10g汽油（热值为4.6×10⁷J/kg），这些汽油完全燃烧产生的热量是多少？
（3）输出的有用机械能为多少？

Answer 1

分析 （1）热机是将内能转化为机械能的机器．热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．
（2）根据燃料完全燃烧放热公式Q_放=qm计算完全燃烧2kg柴油能放出的热量；
（3）已经计算出了内燃机的效率，可利用热效率的公式变形W_有=η×Q_放计算出有用功．

解答 解：
（1）各种能量损耗的总和是：20%+35%+15%=70%，
所以它的机械效率为：η=100%-70%=30%．
（2）q=4.6×10⁷J/kg，
完全燃烧10g柴油放出的热量为：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×10×10^-3kg=4.6×10⁵J，
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$得，
该内燃机对外做的有用功为：
W_有=η×Q_放=30%×4.6×10⁵J=1.38×10⁵J．
故答案为：（1）30%；（2）汽油完全燃烧产生的热量是4.6×10⁵J；（3）输出的有用机械能为1.38×10⁵J．

点评 此题主要考查了热机效率的计算，以及燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，利用好热机效率公式是关键．