Question

14．飛機的發動機是一種熱機，通過航空煤油在氣室中燃燒，從噴口向后髙速噴出氣體，使發動機獲得向前的推力．高空中某飛機獲得1.6×l0⁵N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向勻速航行1h，需要完全燃燒熱值為4×10⁷J/kg的航空煤油4000kg．求1h內：
（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）先利用s=vt求飛機航行的路程，知道推力，利用W=Fs計算發動機所做的功（有用功）；
（2）利用Q_放=qm求出航空煤油完全燃燒放出的熱量；
（3）有用功與煤油完全燃燒放出熱量的比值就是發動機的熱機效率．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$得飛機航行的路程：
s=vt=600km/h×1h=600km=6×10⁵m；
發動機所做的功：
W=Fs=1.6×10⁵N×6×10⁵m=9.6×10¹⁰J；
（2）航空煤油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=qm=4×10⁷J/×4000kg=1.6×10¹¹J；
（3）發動機的熱機效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{9.6×1{0}^{10}J}{1.6×1{0}^{11}J}$×100%=60%．
答：（1）發動機所做的功為9.6×10¹⁰J．
（2）航空煤油完全燃燒放出的熱量為1.6×10¹¹J．
（3）發動機的熱機效率為60%．

點評 本題考查了速度、功和燃料完全燃燒放出的熱量以及效率的計算，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．