Question

有一臺(tái)水泵的銘牌如附表所示：
（1）水泵連續(xù)正常工作5h，所做的有用功為多少？
（2）此水泵總功率是多少瓦？
（3）如果該水泵的動(dòng)力由一臺(tái)柴油機(jī)提供，并假設(shè)柴油完全燃燒所放出的內(nèi)能有40%轉(zhuǎn)化為水泵的機(jī)械能，則每小時(shí)要消耗多少柴油？（柴油熱值為3×10⁷J/kg，取g=10N/kg）

型號(hào)	8B13
流量	300m3/h
揚(yáng)程	12m
質(zhì)量	111kg
效率	80%

Answer 1

分析：（1）由表中可知水泵的流量，可求5h所抽送的水的體積，利用重力公式和密度公式求這些水的重力大小，知道水被提升的高度，利用功的公式求所做的有用功；
（2）知道水泵的機(jī)械效率，利用效率公式求總功，再利用功率公式求水泵總功率；
（3）每小時(shí)水泵軸的機(jī)械能是上述所求總功的

1

5

，即轉(zhuǎn)化為水泵軸的機(jī)械能的熱量為上述所求總功的

1

5

．可求轉(zhuǎn)化為水泵軸的機(jī)械能的熱量，根據(jù)熱機(jī)效率求柴油完全燃燒所釋放的總熱量，再利用燃料完全燃燒放熱公式求每小時(shí)要消耗的柴油．

解答：解：（1）由流量300m³/h，知道5h所抽送的水的體積為：
V=5×300m³=1500m³，
這些水的重力大�。�
G=mg=ρ_水Vg=1.5×10⁷N．
這些水被提升的高度為h=12m，
所做的有用功為：
W_有用=Gh=1.5×10⁷N×12m=1.8×10⁸J；
（2）因?yàn)樗�泵的機(jī)械效率是η=80%，則總功為：
W_總=

W有用

η

=

1.8×108J

80%

=2.25×10⁸J，
P=

W總

t

=

2.25×108J

5×3600s

=12500W=12.5kW；
（3）轉(zhuǎn)化為水泵軸的機(jī)械能的熱量為：
Q=

1

5

×W_總=

1

5

×2.25×10⁸J=4.5×10⁷J，
柴油完全燃燒所釋放的總熱量為：
Q_總=

Q

η

=

4.5×107J

40%

=1.125×10⁸J，
每小時(shí)要消耗的柴油為：
m_柴油=

Q總

q

=

1.125×107J

3×107J/kg

=3 75kg．
答：（1）水泵連續(xù)正常工作5h，所做的有用功為1.8×10⁸J；
（2）此水泵總功率是12.5kW；
（3）每小時(shí)要消耗3.75kg柴油．

點(diǎn)評(píng)：本題為力學(xué)和熱學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對(duì)重力公式、密度公式、功的公式、功率公式、效率公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用所學(xué)公式，屬于難題．