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）解：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）解：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%.

【解析】（1）本题考查了热量的计算，理解公式Q吸=cm△t中各物理量的含义，代入题目中的数据计算即可；
（2）燃烧放热方程Q放=mq中，m指燃料的质量，q是指燃料的热值；理解热机的效率是指转化为机械能的能量与燃料完全燃烧释放的总能量的比.