Question

【题目】汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注.在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题.（汽油热值为4.6×107J/kg，汽油密度为0.7×103kg/m3，水的比热为4.2×103J/（kg﹒℃））

（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。如右图所示是5kg水在冷却系统中水温随时间变化的图线，求6 0min内水所吸收的热量是多少？

（2）1L汽油在汽车发动机汽缸内共燃烧了3min，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？若发动机输出的功率是6×104W，则此汽车发动机的效率是多少？（提示：计算发动机的效率时要分析燃料燃烧的Q放和对应时间内输出总功间的关系，发动机效率计算结果精确到1％）

Answer 1

【答案】(1)1.26×106J (2) 3.22×107J 33.5%

【解析】

试题分析：（1）6 0min内水所吸收的热量是：Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×5 kg×80℃=1.26×106J；（2）汽油的体积为：V=1L=0.001m3，汽油的质量为：m=ρV=0.7×103kg/m3×0.001 m3=0.7kg，汽油完全燃烧放出的热量为：Q放=mq=0.7kg×4.6×107J/kg=3.22×107J，做功的时间为：t=3min=180s，所做的功为：W=Pt=6×104W×180s=1.08×107J，所以汽车发动机的效率是：η=W/Q放=1.08×107J/3.22×107J≈34%。