Question

某建筑工地使用如圖所示裝置搬運(yùn)建筑材料．已知柴油機(jī)的效率是40%，柴油的熱值是4×10⁷J/kg，用此裝置將一塊重為3200N的建筑材料提升5m．歷時(shí)4s，消耗的柴油為4g
（1）4g柴油完全燃燒放出多少熱量？柴油機(jī)的輸出功率多大？
（2）提升這塊建筑材料做的有用功是多少？整個(gè)裝置的效率多大？
（3）請(qǐng)對(duì)該工地采用此裝置施工的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)．

Answer 1

分析：（1）利用公式Q_放=mq直接代入進(jìn)行求解4g柴油完全燃燒放出多少熱量．因已知柴油機(jī)的效率是40%，所以柴油機(jī)對(duì)外做功W等于40%Q_放，即可利用公式P=

W

t

進(jìn)行求解柴油機(jī)的輸出功率．
（2）提升建筑材料做的有用功可用公式W_有用=Gh求解，所以可將求得數(shù)據(jù)代入公式η=

W有用

Q放

×100%得到整個(gè)裝置的效率．
（3）對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要是從裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，從功率角度或從效率角度均可，也可由其他角度評(píng)價(jià)．

解答：解：
（1）柴油燃燒放出的熱量：Q_放=mq=4×10^-3kg×4×10⁷J/kg=1.6×10⁵J
柴油機(jī)的輸出功率：P=

W

t

=

40%Q放

t

=

40%×1.6×105J

4s

=1.6×10⁴W
（2）提升建筑材料做的有用功：W_有用=Gh=3200N×5m=1.6×10⁴J
整個(gè)裝置的效率：η=

W有用

Q放

×100%=

1.6×104J

1.6×105J

×100%=10%
（3）從使用方面評(píng)價(jià)：整個(gè)裝置效率過(guò)低；能源利用率較低
從配置方面評(píng)價(jià)：功率不匹配；大馬拉小車
答：（1）4g柴油完全燃燒放出1.6×10⁵J的熱量，柴油機(jī)的輸出功率是1.6×10⁴W．
（2）提升這塊建筑材料做的有用功是1.6×10⁴J．
（3）從使用方面評(píng)價(jià)：整個(gè)裝置效率過(guò)低，能源利用率較低；從配置方面評(píng)價(jià)：功率不匹配，大馬拉小車．

點(diǎn)評(píng)：本題前面的計(jì)算屬于基礎(chǔ)類的公式應(yīng)用題，若說(shuō)此題的亮點(diǎn)，應(yīng)該是第三問(wèn)，若從合理角度答：使用定滑輪改變了力的方向，操作方便，也是可以的．