Question

4．飛機的發動機是一種熱機，通過航空煤油在氣室中燃燒，從噴口向高速噴出氣體，使發動機獲得向前的推力，高空中某飛機獲得1.6×10⁵N的水平推力，沿水平方向勻速航行600km，需要完全燃燒熱值為4×10⁷J/kg的航空煤油4000kg，求：該過程中
（1）發動機所做的功．
（2）航空煤油完全燃燒放出的熱量．
（3）發動機的熱機效率．

Answer 1

分析 （1）根據W=Fs計算所做的功；
（2）根據公式Q_放=qm求出航空煤油完全燃燒放出的熱量；
（3）有用功與釋放能量的比值就是發動機的熱機效率．

解答 解：（1）發動機所做的功：
W=Fs=1.6×10⁵N×600000m=9.6×10¹⁰J；
（2）航空煤油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=qm=4×10⁷J/kg×4000kg=1.6×10¹¹J；
（3）發動機的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{9.6×1{0}^{10}J}{1.6×1{0}^{11}J}$×100%=60%．
答：（1）發動機所做的功是9.6×10¹⁰J；
（2）航空煤油完全燃燒放出的熱量是1.6×10¹¹J；
（3）發動機的熱機效率是60%．

點評 本題考查了速度、有用功和釋放能量以及效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，解題過程中要注意單位的換算．