如图所示,是抽水抗旱的示意图.水泵的流量为180m3/h(每小时流出管口的水的体积),抽水高度H为12m.
(1)水泵的轴心距水面的高度h最大是多少?
(2)该机械装置所做有用功的功率是多少?
(3)带动水泵的动力装置为柴油机,每小时燃烧的柴油为1.25kg.则整个机械装置的效率是多少?(柴油的热值是4.3×107J/kg)
网友回答
解:(1)∵p0=ρ水gh,
∴水泵的轴心距水面的最大高度:
h==≈10.3m;
(2)根据ρ=可得,1小时机械装置抽取的水的质量:
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×180m3=1.8×105kg,
1小时机械装置所做有用功:
W有用=GH=mgH=1.8×105kg×9.8N/kg×12m=2.1168×107J,
有用功率:
P有===5880W;
(3)1.25kg柴油完全燃烧产生的热量:
Q放=mq=1.25kg×4.3×107J/kg=5.375×107J,
整个机械装置的效率:
η=×100%=×100%≈39.4%.
答:(1)水泵的轴心距水面的高度h最大约为10.3m;
(2)该机械装置所做有用功的功率为5880W;
(3)整个机械装置的效率为39.4%.解析分析:(1)1标准大气压为1.01×105Pa,它能支持的水柱高及所求,利用p=ρgh计算;(2)知道每小时流出管口的水的体积,利用密度公式和重力公式求每小时提升的水重,利用W=Gh求每小时机械装置所做有用功,再利用功率公式求该机械装置所做有用功的功率;(3)利用Q放=mq求1.25kg柴油完全燃烧产生的热量(总能量),再利用效率公式求整个机械装置的效率.点评:本题为力学和热学的综合计算题,知识点多、公式多,要求平时学习时,要记好各个公式以及各物理量的含义.