Question

17．建筑工地上有一台大型汽车吊，把100t建筑材料从地面吊到15m高处，汽车吊做的有用功为多少焦？在这个过程中，汽车吊消耗柴油质量为2.0kg，则完成燃烧2.0kg柴油释放的内能为多少焦？该过程中汽车吊的效率是多少？（q_柴油=4.3×10⁷J/kg，取g=10N/kg）

Answer 1

分析 ①知道建筑材料的质量，可利用公式G=mg计算出建筑材料的重力，又知道上升的高度，可利用公式W_有用=Gh计算出汽车吊做的有用功．
②知道柴油的质量和柴油的热值，可利用公式Q_放=mq计算出柴油完全燃烧放出的热量，即燃烧柴油释放的内能．
③利用效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$计算出汽车吊的效率．

解答 解：①建筑材料的重力为：
G=mg=100000kg×10N/kg=1×10⁶N，
汽车吊做的有用功为：
W_有用=Gh=1×10⁶N×15m=1.5×10⁷J．
②柴油完全燃烧放出的热量为：
Q_放=mq=2.0kg×4.3×10⁷J/kg=8.6×10⁷J．
③汽车吊的效率为：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.5×1{0}^{7}J}{8.6×1{0}^{7}J}$×100%≈17.4%．
答：汽车吊做的有用功为1.5×10⁷J；完成燃烧2.0kg柴油释放的内能为8.6×10⁷J；该过程中汽车吊的效率是17.4%．

点评 此题主要考查的是学生对功的计算公式、热值的计算和热机效率计算公式的理解和掌握，在计算过程中要注意单位的换算．