Question

一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的机械效率为________．若这台内燃机消耗汽油2kg，则它做有用功为________J，（汽油热值是4.6×10⁷J/m³）

Answer 1

35%    3.22×10⁷
分析：①热机是将内能转化为机械能的机器．热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．
②根据燃料完全燃烧放热公式Q_放=qm计算完全燃烧2kg柴油能放出的热量；已经计算出了内燃机的效率，可利用热效率的公式变形W_有=η×Q_放计算出有用功．
解答：
①各种能量损耗的总和是：25%+30%+10%=65%，
所以它的机械效率为：η=100%-65%=35%．
②∵q=4.6×10⁷J/kg，
∴完全燃烧2kg柴油放出的热量为：Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×2kg=9.2×10⁷J，
∵η=，
∴该内燃机对外做的有用功为：W_有=η×Q_放=35%×9.2×10⁷J=3.22×10⁷J．
故答案为：35%；3.22×10⁷．
点评：此题主要考查了热机效率的计算，以及燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，利用好热机效率公式是关键．