Question

【題目】飛機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)是熱機(jī)的一種，航空煤油在燃燒室中燃燒，從噴口向后高速噴出氣體，使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得向前的推力，若高空中飛機(jī)獲得向前的水平推力為1.6×105N，以600km/h的速度沿水平方向勻速航行1h，需要完全燃燒航空煤油5000L．（ ρ煤油=0.8×103kg/m3 ， q煤油=4×107J/kg ） 求在1h時(shí)間內(nèi)：
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)水平推力做功的功率．
（2）航空煤油完全燃燒放出的熱量．
（3）航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由v= 得飛機(jī)航行的路程：

s=vt=600km/h×1h=600km=6×105m；

發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功：

W=Fs=1.6×105N×6×105m=9.6×1010J，

發(fā)動(dòng)機(jī)水平推力做功的功率：

P= = ≈2.67×107W；

答：發(fā)動(dòng)機(jī)水平推力做功的功率約為2.67×107W．

（2）解：燃燒航空煤油的體積V=5000L=5000dm3=5m3，

由ρ= 得燃燒航空煤油的質(zhì)量：

m=ρ煤油V=0.8×103kg/m3×5m3=4000kg，

航空煤油完全燃燒放出的熱量：

Q放=qm=4×107J/×4000kg=1.6×1011J；

答：航空煤油完全燃燒放出的熱量為1.6×1011J．

（3）解：發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率：

η= = ×100%=60%．

答：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率為60%．

【解析】（1）先利用s=vt求飛機(jī)航行的路程，知道推力，利用W=Fs計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)水平推力做功的功（有用功），再利用P= 求發(fā)動(dòng)機(jī)水平推力做功的功率；（2）知道燃燒航空煤油的體積，利用m=ρV求其質(zhì)量，再利用Q放=qm求出航空煤油完全燃燒放出的熱量；（3）有用功與煤油完全燃燒放出熱量的比值就是發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解功率的計(jì)算與測(cè)量(功率的計(jì)算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時(shí)間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s)，還要掌握熱機(jī)的概念和效率(熱機(jī)：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，統(tǒng)稱為熱機(jī)．熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率．熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo))的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．