以下是几个热机的效率练习题:
1. 热机的效率是用来做功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。某热机工作过程中,用燃气为燃料,燃烧的燃气产生的平均内能为2.5×10^6J,热机工作过程中输出的机械能是2.4×10^6J,求该热机的效率。
答案:该热机的效率为96%。
2. 某型号柴油机的部分技术参数如表所示。根据表中数据,这种柴油机的效率大约为(不计机械损失)( )
型号:6135ZLQ
额定功率:120kW
燃油消耗率:225g/(kW·h)
转速:2000r/min
排量:4.3L
压缩比:19
答案:该柴油机的效率大约为25%。
3. 某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm^{2},一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p=9.0×10^{5}Pa,飞轮1min转动1800r,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求: (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功; (3)汽油机的热机效率。
答案:(1)燃气对活塞的平均压力:F = pS = 9.0×10^{5}Pa × 30 × 10^{-4}m^{2} = 2.7 × 10^{3}N; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功:W_{有} = Fs = 2.7 × 10^{3}N × 5 × 10^{-3}m = 135J; (3)汽油机飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动1800r,要对外做功900次,由于不计摩擦,总的能量转化次数也是900次,所以汽油机做的有用功:W_{总功} = W_{有} × 900 = 135J × 900 = 1.215×10^{6}J,汽油机的热机效率:η = \frac{W_{总功}}{Q_{放}} × 100\% = \frac{W_{总功}}{W_{放}} × 100\% = \frac{W_{有}}{W_{放}} × 100\% = \frac{1.215×10^{6}J}{Q_{放}} × 100\% = \frac{3.6 × 10^{7}J}{Q_{放}} × 100\%,其中Q_{放} = mq = 225g × 3 × 10^{7}J/kg × 4.3kg = 2.979 × 10^{8}J。
这些问题可以帮助你了解如何测试热机的效率相关知识。
题目:
假设有一台热机,其热效率为25%,使用燃料为汽油。已知汽油的热值为4.6 × 10^7 J/kg,求这台热机在单位时间内所做的有用功。
解答:
首先,我们需要知道这台热机的效率是如何计算的。热机的效率是指热机输出的机械功与燃料完全燃烧放出的热量之比。假设热机输出的机械功为W,燃料完全燃烧放出的热量为Q,则有:
W/Q = 热效率
由于题目中给出了汽油的热值为4.6 × 10^7 J/kg,而热机的效率为25%,所以我们可以求出燃料完全燃烧放出的热量。
已知汽油的热值为:4.6 × 10^7 J/kg
已知热机的效率为:25%
根据上面的公式,可得到:
W = Q × 热效率 = Q × 0.25
W = 1焦耳
带入上面的公式,可得:
Q = W/热效率 = 4 × 10^7 J
所以,这台热机在单位时间内所做的有用功为4 × 10^7 J。
希望这个例子能够帮助你理解热机效率的计算方法。