Question

12．飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6×10⁵N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4×10⁷J/kg的航空煤油4000kg．求1h内：
（1）飞机的航程；
（2）发动机所做的功；
（3）发动机的热机效率．

Answer 1

分析 （1）知道飞机行驶的速度和时间，根据s=vt求出飞机的航程；
（2）知道飞机获得的水平推力和航程，根据W=Fs求出发动机所做的功；
（3）知道消耗航空煤油的质量，根据Q_放=mq求出完全燃烧释放的热量，根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出发动机的热机效率．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，飞机的航程：
s=vt=600km/h×1h=600km=6×10⁵m；
（2）发动机所做的功：
W=Fs=1.6×10⁵N×6×10⁵m=9.6×10¹⁰J；
（3）航空煤油完全燃烧释放的热量：
Q_放=mq=4000kg×4×10⁷J/kg=1.6×10¹¹J，
发动机的热机效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{9.6×1{0}^{10}J}{1.6×1{0}^{11}J}$×100%=60%．
答：（1）飞机的航程为600km；
（2）发动机所做的功为9.6×10¹⁰J；
（3）发动机的热机效率为60%．

点评 本题考查了速度公式和做功公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的综合应用，掌握好相应的公式不难解答．