Question

13．设计汽车发动机时既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题．
（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水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[C_水=4.2×10³J/（kg℃）]
（2）柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×10⁷J的能量，发动机输出的功率是5×10⁴W，则此汽车发动机的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的质量、比热容、温度的变化量，利用热量的计算公式计算吸收的热量；
（2）已知时间和放出的能量，利用功率的公式可以计算出总功率，然后利用效率的公式计算汽车发动机的效率．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×50℃=1.05×10⁶J；
（2）发动机的总功率：
P_总=$\frac{Q}{t}$=$\frac{1.2×1{0}^{7}J}{60s}$=2×10⁵W，
发动机的效率：：
η=$\frac{{P}_{输出}}{{P}_{总}}$×100%=$\frac{5×1{0}^{4}W}{2×1{0}^{5}W}$×100%=25%．
答：（1）水所吸收的热量是1.05×10⁶J；
（2）此汽车发动机的效率是25%．

点评 本题考查了热量和效率的计算，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．