Question

某建筑工地使用如圖所示裝置搬運建筑材料．已知柴油機的效率是40%，柴油的熱值是4×10⁷J/kg，用此裝置將一塊重為3200N的建筑材料提升5m．歷時4s，消耗的柴油為4g
（1）4g柴油完全燃燒放出多少熱量？柴油機的輸出功率多大？
（2）提升這塊建筑材料做的有用功是多少？整個裝置的效率多大？
（3）請對該工地采用此裝置施工的合理性進行評價．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用公式Q_放=mq直接代入進行求解4g柴油完全燃燒放出多少熱量．因已知柴油機的效率是40%，所以柴油機對外做功W等于40%Q_放，即可利用公式P=進行求解柴油機的輸出功率．
（2）提升建筑材料做的有用功可用公式W_有用=Gh求解，所以可將求得數據代入公式η=得到整個裝置的效率．
（3）對其進行評價，主要是從裝置的結構特點出發，從功率角度或從效率角度均可，也可由其他角度評價．
解答：解：
（1）柴油燃燒放出的熱量：Q_放=mq=4×10^-3kg×4×10⁷J/kg=1.6×10⁵J
柴油機的輸出功率：P====1.6×10⁴W
（2）提升建筑材料做的有用功：W_有用=Gh=3200N×5m=1.6×10⁴J
整個裝置的效率：η===10%
（3）從使用方面評價：整個裝置效率過低；能源利用率較低
從配置方面評價：功率不匹配；大馬拉小車
答：（1）4g柴油完全燃燒放出1.6×10⁵J的熱量，柴油機的輸出功率是1.6×10⁴W．
（2）提升這塊建筑材料做的有用功是1.6×10⁴J．
（3）從使用方面評價：整個裝置效率過低，能源利用率較低；從配置方面評價：功率不匹配，大馬拉小車．
點評：本題前面的計算屬于基礎類的公式應用題，若說此題的亮點，應該是第三問，若從合理角度答：使用定滑輪改變了力的方向，操作方便，也是可以的．