Question

7．随着人类消耗能源的急剧膨胀，能源越来越紧张，构建节约型社会称为当今世界的主题，节能型的热机是人们关注的焦点，CA6110/125Z型环保节能柴油机是我国自行研制生产的直列六缸四冲程直喷增压水冷节能型柴油机，其部分技术参数如表：

型号	CA6110/125Z
缸径×行程	110mm×125mm
形式	直列六缸水冷四冲程
吸气方式	废气涡轮增压
压缩比	17：1
额定功率/转速	147kW（2500r/min）
外特性烟度	≤3.0FSN
排放水平	欧I标准
全负荷油耗	220g/（kW•h）

“额定功率”是指柴油机正常工作时对外做机械功的功率；全负荷油耗是指柴油机正常工作时，每输出1kW•h的能量柴油机所消耗的柴油千克数．已知柴油的热值为4.3×10⁷J/kg，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．则
（1）该柴油机全负荷正常工作时，每小时对外做功5.292×10⁸J，消耗柴油32.34kg．
（2）该柴油机的热机效率为38.05%．

Answer 1

分析 （1）已知柴油机的功率和工作时间，利用W=Pt求出每小时对外做的功；利用每输出1kW•h的能量柴油机所消耗的柴油千克数，知道输出的总能量即可求出总耗油量；
（2）柴油机正常工作时，每输出1kW•h能量柴油机所消耗柴油220g，输出的1kW•h能量是有用的能量，消耗柴油220g放出的热量是总能量，根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出柴油机的效率．

解答 解：（1）额定功率P=147kW=1.47×10⁵W，工作时间t=1h=3600s，
由P=$\frac{W}{t}$得，
柴油机全负荷正常工作时，每小时对外做功W=Pt=1.47×10⁵W×3600s=5.292×10⁸J．
则额定功率P=147kW，工作时间t=1h，输出的能量W=Pt=147kW×1h=147kW•h，
燃油消耗率为220g/kW•h，所消耗柴油质量为m_总=147kW•h×220g/kW•h=32340g=32.34kg．
（2）燃油消耗率为220g/kW•h，
说明：柴油机正常工作时，每输出W=1kW•h=1×10³W×3600s=3.6×10⁶J能量的时候，所消耗柴油质量为m_油=220g=0.22kg，
柴油燃烧放出的热量Q_放=m_油q_油=0.22kg×4.3×10⁷J/kg=9.46×10⁶J，
故该柴油机的热机效率η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{9.46×1{0}^{6}J}$×100%≈38.05%．
故答案为：（1）5.292×10⁸J；32.34；（2）38.05%．

点评 本题考查了学生对功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，能从表格中得出相关信息并加以利用是本题的关键，总体来说本题难度不大．