【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