热机效率练习题

热机效率练习题
热机效率是衡量热机工作性能的重要指标，它描述了用于进行工作的热量与从系统中输出的有用功之间的比例关系。

本文将通过一系列练习题来帮助读者深入理解和应用热机效率的概念。

练习题1：
某台发动机每次循环吸收300 J的热量，其中有80 J的热量散失给冷却系统。

求该发动机的热机效率。

解答：
热机效率可以用以下公式表示：
η = 1 - (Qc / Qh)
其中，η代表热机效率，Qc代表冷量，Qh代表热量。

根据题目给出的数据，可知Qh = 300 J，Qc = 80 J。

代入上述公式即可得到热机效率：
η = 1 - (80 / 300) = 1 - 0.27 = 0.73
因此，该发动机的热机效率为0.73，即73%。

练习题2：
某台汽车发动机的热机效率为0.35，每次循环吸收500 J的热量。

如果发动机每分钟工作3200次，求该发动机每分钟输出的功。

解答：
已知热机效率为0.35，热量Qh为500 J。

根据热机效率的定义，可
得冷量Qc：
Qc = Qh - (Qh * η) = 500 - (500 * 0.35) = 325 J
由于发动机每分钟工作3200次，因此每分钟吸收的热量为500 J * 3200 = 1,600,000 J。

而每分钟散失给冷却系统的热量为325 J * 3200 = 1,040,000 J。

根据能量守恒定律，吸收的热量减去散失的热量等于输出的功，即：输出的功 = 吸收的热量 - 散失的热量 = 1,600,000 - 1,040,000 =
560,000 J
因此，该发动机每分钟输出的功为560,000 J。

练习题3：
某台冰箱的热机效率为0.6，每次工作散失给环境的热量为150 J。

如果冰箱每小时吸收的热量为2400 J，求该冰箱每小时输入的功。

解答：
已知热机效率为0.6，散失给环境的热量Qc为150 J。

根据热机效
率的定义，可得该冰箱吸收的热量Qh：
Qh = Qc / (1 - η) = 150 / (1 - 0.6) = 375 J
由题意可知冰箱每小时吸收的热量为2400 J。

因此，每小时输入的
功为：
输入的功 = 吸收的热量 - 散失的热量 = 2400 - 150 = 2250 J
因此，该冰箱每小时输入的功为2250 J。

练习题4：
某台热机输出功为200 J，热机效率为0.25。

求该热机吸收的热量和散失的热量。

解答：
已知输出的功为200 J，热机效率为0.25。

根据能量守恒定律：输出的功 = 吸收的热量 - 散失的热量
即吸收的热量 = 输出的功 + 散失的热量。

根据热机效率的定义，可以求得散失的热量：
散失的热量 = 吸收的热量 - 输出的功 = 吸收的热量 - 200
将热机效率代入上式可得：
0.25 = (吸收的热量 - 200) / 吸收的热量
解以上方程可得：吸收的热量 = 800 J
因此，该热机吸收的热量为800 J，散失的热量为600 J。

练习题5：
某台热机的热机效率为0.8，输出功率为100 W。

求该热机吸收的热量和散失的热量。

解答：
已知热机效率为0.8，输出功率为100 W。

输出的功可以表示为输出功率与吸收的热量的乘积：
输出的功 = 输出功率 ×工作时间
根据热机效率的定义，可以得到吸收的热量与输出功的关系：输出的功 = 吸收的热量 - 散失的热量
因此，吸收的热量 = 输出的功 + 散失的热量。

将输出功率代入上式可得：
吸收的热量 = 100 + 散失的热量
由热机效率的定义可得：
0.8 = (吸收的热量 - 散失的热量) / 吸收的热量
解以上方程可得：散失的热量 = 0.2 ×吸收的热量
代入吸收的热量 = 100 + 散失的热量，可得：
散失的热量 = 0.2 × (100 + 散失的热量)
解以上方程可得：散失的热量 = 25 W
代入吸收的热量 = 100 + 散失的热量，可得：
吸收的热量 = 100 + 25 = 125 W
因此，该热机吸收的热量为125 W，散失的热量为25 W。

通过以上的热机效率练习题，相信读者对热机效率的概念有了更深
入和全面的理解。

只有在掌握了热机效率的计算方法和应用技巧后，
我们才能更好地评估和改善热机的工作性能，以实现能源的高效利用。