Question

由于雨雪冰冻、地震等灾害原因导致停电后，发电机就能大显身手．某种小型汽油发电机组外形如图所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电．其能量转化是汽油机先将汽油燃烧释放的内能转化为机械能，提供给发电机使用；发电机再将机械能转化为电能提供给用电器使用．该发电机铭牌部分数据如下表所示，设该发电机处于正常工作状态，根据表格中的数据求：

发动机（汽油机）	发动机
型号 XGOF5.0	型号 XGOF5.0
额定功率8.3kw	额定功率 5kw
噪声   73dB	额定电压220V
连续运转时间 8h	额定频率 50Hz
强制水冷四冲程	自动电压保护

（1）在允许的连续运转时间内，发电机能够提供的电能是多少度？
（2）已知汽油的热值是q=4.6×10⁷J/kg，设汽油完全燃烧释放内能的75%转化为汽油机做功的机械能，该发动机（汽油机）每小时消耗多少kg汽油？
（3）汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）已知发电机的额定功率和连续工作时间，根据公式W=Pt可求发电机能够提供的电能．
（2）已知发动机的功率和连续运转时间，可求发动机产生的机械能，还知汽油的热值和转化效率，根据公式W=ηQ=ηqm可求消耗的汽油质量．
（3）先计算出1小时产生的电能，已知产生的电能和机械能，二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率．

解答：解：（1）发电机能够提供的电能是W=Pt=5kw×8h=40kw?h=40度．
答：发电机能够提供的电能是40度．
（2）发动机产生的机械能W₁=P₁t₁=8.3kw×1h=8.3kw?h=2.988×10⁷J，
所以燃烧汽油的质量m=

W1

ηq

=

2.988×107J

75%×4.6×107J/kg

≈0.87kg．
答：燃烧汽油的质量0.87kg．
（3）1小时产生的电能W₂=Pt₁=5kw×1h=5kw?h=5×3.6×10⁶=1.8×10⁷J，
1小时汽油完全燃烧放出的热量Q=

W1

η

=

2.988×107J

75%

=3.984×10⁷J，
汽油发电机将内能转化为电能的效率是η₁=

W2

Q

=

1.8×107J

3.984×107J

≈45.3%．
答：汽油发电机将内能转化为电能的效率是54%．

点评：本题考查电能、机械能、质量和转化效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要学会从所给信息中找到有用的数据．