以下是幾個熱機的效率練習題:
1. 熱機的效率是用來做功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。某熱機工作過程中,用燃氣為燃料,燃燒的燃氣產生的平均內能為2.5×10^6J,熱機工作過程中輸出的機械能是2.4×10^6J,求該熱機的效率。
答案:該熱機的效率為96%。
2. 某型號柴油機的部分技術參數如表所示。根據表中數據,這種柴油機的效率大約為(不計機械損失)( )
型號:6135ZLQ
額定功率:120kW
燃油消耗率:225g/(kW·h)
轉速:2000r/min
排量:4.3L
壓縮比:19
答案:該柴油機的效率大約為25%。
3. 某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為30cm^{2},一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm,滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為p=9.0×10^{5}Pa,飛輪1min轉動1800r,當汽油機滿負荷工作時(不計摩擦),求: (1)做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力; (2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功; (3)汽油機的熱機效率。
答案:(1)燃氣對活塞的平均壓力:F = pS = 9.0×10^{5}Pa × 30 × 10^{-4}m^{2} = 2.7 × 10^{3}N; (2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功:W_{有} = Fs = 2.7 × 10^{3}N × 5 × 10^{-3}m = 135J; (3)汽油機飛輪每轉兩圈對外做功一次,所以飛輪轉動1800r,要對外做功900次,由于不計摩擦,總的能量轉化次數也是900次,所以汽油機做的有用功:W_{總功} = W_{有} × 900 = 135J × 900 = 1.215×10^{6}J,汽油機的熱機效率:η = \frac{W_{總功}}{Q_{放}} × 100\% = \frac{W_{總功}}{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。
這些問題可以幫助你了解如何測試熱機的效率相關知識。
題目:
假設有一臺熱機,其熱效率為25%,使用燃料為汽油。已知汽油的熱值為4.6 × 10^7 J/kg,求這臺熱機在單位時間內所做的有用功。
解答:
首先,我們需要知道這臺熱機的效率是如何計算的。熱機的效率是指熱機輸出的機械功與燃料完全燃燒放出的熱量之比。假設熱機輸出的機械功為W,燃料完全燃燒放出的熱量為Q,則有:
W/Q = 熱效率
由于題目中給出了汽油的熱值為4.6 × 10^7 J/kg,而熱機的效率為25%,所以我們可以求出燃料完全燃燒放出的熱量。
已知汽油的熱值為:4.6 × 10^7 J/kg
已知熱機的效率為:25%
根據上面的公式,可得到:
W = Q × 熱效率 = Q × 0.25
W = 1焦耳
帶入上面的公式,可得:
Q = W/熱效率 = 4 × 10^7 J
所以,這臺熱機在單位時間內所做的有用功為4 × 10^7 J。
希望這個例子能夠幫助你理解熱機效率的計算方法。