第99页

信息发布者:

C
【分析】
要计算柴油机的效率,需回忆热机效率的定义:热机效率是对外做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值,公式为$\eta = \frac{W}{Q}×100\%$。根据题目中“燃油消耗率”的定义,我们可以取柴油机输出1kW·h的有用功作为研究对象,先将有用功的单位转换为焦耳,再计算对应消耗的柴油完全燃烧放出的热量,最后代入效率公式即可求解。
【解析】
1. 确定有用功:
已知每输出$1\ \mathrm{kW·h}$的能量,将其转换为焦耳:
$W = 1\ \mathrm{kW·h} = 1×10^3\ \mathrm{W}×3600\ \mathrm{s} = 3.6×10^6\ \mathrm{J}$
2. 计算消耗的柴油完全燃烧放出的热量:
根据燃油消耗率,输出$1\ \mathrm{kW·h}$能量消耗柴油$0.27\ \mathrm{kg}$,由热值公式$Q = mq$($q$为柴油热值)可得:
$Q = mq = 0.27\ \mathrm{kg}×3.3×10^7\ \mathrm{J/kg} = 8.91×10^6\ \mathrm{J}$
3. 计算柴油机的效率:
将$W$和$Q$代入热机效率公式:
$\eta = \frac{W}{Q}×100\% = \frac{3.6×10^6\ \mathrm{J}}{8.91×10^6\ \mathrm{J}}×100\% \approx 40\%$
【答案】
该柴油机正常工作时的效率约为$\boldsymbol{40\%}$
【知识点】
热机效率计算,热值的应用,单位换算
【点评】
本题关键是准确理解“燃油消耗率”的物理意义,从表格中提取有效信息,结合热机效率公式进行计算,过程中要注意单位的正确转换,考查了对热机效率概念的理解和应用能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确热机效率的定义:热机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比,公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{总}}×100\%$。解题时需逐个分析选项,结合效率的本质判断:
1. 分析A选项:功率表示热机做功的快慢,效率表示燃料能量的利用率,二者是完全不同的物理量,效率高不代表功率大,所以A错误。
2. 分析B选项:热机做的有用功多,但如果燃料完全燃烧放出的总能量更多,有用功占总能量的比例(即效率)不一定高,所以不能仅根据有用功多少判断效率高低,B错误。
3. 分析C选项:热机效率越高,说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出总能量的比例越大,也就是热机对燃料的能量利用率越高,C正确。
4. 分析D选项:热机消耗的燃料少,但如果做的有用功也很少,那么有用功与总能量的比例(效率)不一定高,所以不能仅根据燃料消耗多少判断效率,D错误。
【解析】
热机效率的定义为:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值,反映的是燃料能量的利用程度。
A选项:功率是描述热机做功快慢的物理量,与热机效率(能量利用率)无关,故A错误。
B选项:热机效率不仅取决于有用功的多少,还与燃料完全燃烧放出的总能量有关,有用功多但总能量更多时,效率不一定高,故B错误。
C选项:热机效率越高,说明有用功占燃料完全燃烧总能量的比例越大,即对燃料的能量利用率越高,故C正确。
D选项:消耗燃料少,但有用功也可能少,无法直接说明效率高,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
热机的效率
【点评】
本题核心是区分热机效率与功率的概念,明确热机效率的本质是燃料能量的利用率,避免将“做功快慢(功率)”“有用功多少”“燃料消耗多少”与“能量利用率(效率)”混淆,属于热机基础概念题,需牢记相关物理量的定义与区别。
【难度系数】
0.8