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.5kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？

（2）5L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧15min，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3×10⁴ 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1%）

Answer

（1）水吸收的热量是1.05×106J；

（2）5L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧15min，可以释放出1.61×108J能量，此汽车发动机的效率是17%

【解析】

试题分析：（1）Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg•℃）×5 kg×50℃=1.05×106J；

（2）V=5L=5×10﹣3m3，

由ρ=可得，汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×5×10﹣3m3=3.5kg，

Q放=m汽油q=3.5kg×4.6×107J/kg=1.61×108J，

t=15min=900s，

由P=可得，有用功W=Pt=3×104W×900s=2.7×107J，

η==≈17%．

答：（1）水吸收的热量是1.05×106J；

（2）5L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧15min，可以释放出1.61×108J能量，此汽车发动机的效率是17%．