Question

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4.6×10⁷ J/kg，汽油密度为0.7×10³ kg/m³，水的比热容为4.2×10³ J/（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.6kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？

（2）15L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧40min，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为6×10⁴ W，则此汽车发动机的效率是多少？（汽车发动机效率的计算结果精确到0.1%）

Answer

（1）1.26×106J；

（2）29.8%．

【解析】【解析】
（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×6kg×50℃=1.26×106J；

（2）消耗汽油的体积V=15L=0.015m3，

由ρ=得，

消耗汽油的质量：m=ρV=0.7×103kg/m3×0.015m3=10.5kg，

汽油燃烧放出的热量：Q放=mq=10.5 kg×4.6×107 J/kg=4.83×108J，

发动机做有用功：W=pt=6×104W×40×60s=1.44×108J，

发动机的效率：η=×100%=×100%=29.8%．

答：（1）水吸收的热量为1.26×106J；

（2）汽车发动机的效率是29.8%．

【点评】第二问还可以先计算出输出的能量，然后再利用效率公式计算效率．