Question

汽車已進入百姓家庭，汽車發動機性能的好壞倍受人們關注．在汽車發動機的設計過程中，既要考慮能量的有效利用，又要考慮發動機的冷卻問題． [汽油熱值為4.6×10⁷ J/kg，汽油密度為0.7×10³ kg/m³，水的比熱容為4.2×10³ J/（kg·℃）]
（1）為了防止發動機過熱，汽車的冷卻系統常用水的循環來降低發動機的溫度.5 kg水在冷卻系統中溫度升高50 ℃，所吸收的熱量是多少？
（2）10 L汽油在汽車發動機汽缸內燃燒30 min，可以釋放出多少能量（假設汽油完全燃燒）？若發動機輸出的功率為6×10⁴ W，則此汽車發動機的效率是多少？（汽車發動機效率的計算結果精確到1%）

Answer 1

解：
（1）Q_吸＝cm（t₁－t₀）＝4.2×10³ J/（kg·℃）×5 kg×50 ℃＝1.05×10⁶ J；
（2）V＝10 L＝0.01 m³
m＝ρV＝0.7×10³ kg/m³×0.01 m³＝7 kg
Q_吸＝mq＝7 kg×4.6×10⁷ J/kg＝3.22×10⁸ J　
t＝30 min＝1 800 s
W＝Pt＝6×10⁴ W×1 800 s＝1.08×10⁸ J
η＝==34%。