Question

4．设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题．
（1）汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度，5kg水在冷却系统中温度升高40℃，所吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）某车柴油发动机的效率为25%，如果发动机输出1.32×10⁷J的能量，则该车消耗柴油是多少kg？（q_柴油=3.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知水的质量、比热容、温度的变化量，利用Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）已知柴油发动机的效率和发动机输出的有用能量，利用效率公式求柴油完全燃烧放出的热量，而Q_放=mq，据此求需要柴油的质量．

解答 解：
（1）Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×40℃=8.4×10⁵J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{有用}}{{Q}_{放}}$得柴油完全燃烧放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{有用}}{η}$=$\frac{1.32×1{0}^{7}J}{25%}$=5.28×10⁷J，
由Q_放=mq得需要柴油的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{5.28×1{0}^{7}J}{3.3×1{0}^{7}J/kg}$=1.6kg．
答：（1）水吸收的热量是8.4×10⁵J；
（2）该车消耗柴油是1.6kg．

点评 本题考查了学生对吸热公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，属于基础题目．