Question

7．隨著人類消耗能源的急劇膨脹，能源越來越緊張，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)稱為當(dāng)今世界的主題，節(jié)能型的熱機(jī)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，CA6110/125Z型環(huán)保節(jié)能柴油機(jī)是我國自行研制生產(chǎn)的直列六缸四沖程直噴增壓水冷節(jié)能型柴油機(jī)，其部分技術(shù)參數(shù)如表：

型號(hào)	CA6110/125Z
缸徑×行程	110mm×125mm
形式	直列六缸水冷四沖程
吸氣方式	廢氣渦輪增壓
壓縮比	17：1
額定功率/轉(zhuǎn)速	147kW（2500r/min）
外特性煙度	≤3.0FSN
排放水平	歐I標(biāo)準(zhǔn)
全負(fù)荷油耗	220g/（kW•h）

“額定功率”是指柴油機(jī)正常工作時(shí)對(duì)外做機(jī)械功的功率；全負(fù)荷油耗是指柴油機(jī)正常工作時(shí)，每輸出1kW•h的能量柴油機(jī)所消耗的柴油千克數(shù)．已知柴油的熱值為4.3×10⁷J/kg，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）．則
（1）該柴油機(jī)全負(fù)荷正常工作時(shí)，每小時(shí)對(duì)外做功5.292×10⁸J，消耗柴油32.34kg．
（2）該柴油機(jī)的熱機(jī)效率為38.05%．

Answer 1

分析 （1）已知柴油機(jī)的功率和工作時(shí)間，利用W=Pt求出每小時(shí)對(duì)外做的功；利用每輸出1kW•h的能量柴油機(jī)所消耗的柴油千克數(shù)，知道輸出的總能量即可求出總耗油量；
（2）柴油機(jī)正常工作時(shí)，每輸出1kW•h能量柴油機(jī)所消耗柴油220g，輸出的1kW•h能量是有用的能量，消耗柴油220g放出的熱量是總能量，根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出柴油機(jī)的效率．

解答 解：（1）額定功率P=147kW=1.47×10⁵W，工作時(shí)間t=1h=3600s，
由P=$\frac{W}{t}$得，
柴油機(jī)全負(fù)荷正常工作時(shí)，每小時(shí)對(duì)外做功W=Pt=1.47×10⁵W×3600s=5.292×10⁸J．
則額定功率P=147kW，工作時(shí)間t=1h，輸出的能量W=Pt=147kW×1h=147kW•h，
燃油消耗率為220g/kW•h，所消耗柴油質(zhì)量為m_總=147kW•h×220g/kW•h=32340g=32.34kg．
（2）燃油消耗率為220g/kW•h，
說明：柴油機(jī)正常工作時(shí)，每輸出W=1kW•h=1×10³W×3600s=3.6×10⁶J能量的時(shí)候，所消耗柴油質(zhì)量為m_油=220g=0.22kg，
柴油燃燒放出的熱量Q_放=m_油q_油=0.22kg×4.3×10⁷J/kg=9.46×10⁶J，
故該柴油機(jī)的熱機(jī)效率η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{9.46×1{0}^{6}J}$×100%≈38.05%．
故答案為：（1）5.292×10⁸J；32.34；（2）38.05%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)功率公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，能從表格中得出相關(guān)信息并加以利用是本題的關(guān)鍵，總體來說本題難度不大．