Question

14．某建筑工地使用如图所示装置搬运建筑材料．已知柴油机的效率是40%，柴油的热值是4×10⁷J/kg，用此装置将一块重为3200N的建筑材料提升5m历时4s，消耗的柴油为4g．
（1）完全燃烧4g柴油所放出的热量为多少？
（2）柴油机的输出功率多大？
（3）整个装置的有用功是多少？
（4）整个装置的效率多大？

Answer 1

分析 （1）利用公式Q_放=mq直接代入进行求解4g柴油完全燃烧放出多少热量；
（2）因已知柴油机的效率是40%，所以柴油机对外做功W等于40%Q_放，即可利用公式P=$\frac{W}{t}$求柴油机的输出功率；
（3）提升建筑材料做的有用功可用公式W_有用=Gh求解；
（4）将求得数据代入公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$得到整个装置的效率．

解答 解：
（1）柴油燃烧放出的热量：
Q_放=mq=4×10^-3kg×4×10⁷J/kg=1.6×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{W}_{输出}}{{Q}_{放}}$得，柴油机的输出功：
W_输出=40%×Q_放=40%×1.6×10⁵J=6.4×10⁴J，
柴油机的输出功率：
P=$\frac{{W}_{输出}}{t}$$\frac{6.4×1{0}^{4}J}{4s}$=1.6×10⁴W；
（3）提升建筑材料做的有用功：
W_有用=Gh=3200N×5m=1.6×10⁴J，
（4）整个装置的效率：
η_总=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.6×1{0}^{4}J}{1.6×1{0}^{5}J}$×100%=10%．
答：（1）完全燃烧4g柴油所放出的热量为1.6×10⁵J；
（2）柴油机的输出功率1.6×10⁴W；
（3）整个装置的有用功是1.6×10⁴J；
（4）整个装置的效率为10%．

点评 此题主要考查了滑轮组的机械效率、功率的计算，并且还考查了热机的效率，将所学知识与实际结合起来，有意义！