解题思路:(1)已知水的面积和深度,求出水的体积,利用密度公式求出质量,进而得到其重力;已知水的重力和提升的高度,利用公式W=Gh计算克服水的重力做的功;
(2)已知抽水机克服水的重力做的功和效率,可以得到电动机做的功;已知抽水机做的功和抽水机的功率,利用公式t=[W/P]得到做功时间,即可根据柴油机耗油量求出需要的柴油.
(1)水的体积V=Sh=5×666m2×0.5m=1665m3,
由ρ=[m/V]得:水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1665m3=1.665×106kg;
水受到的重力:
G=mg=1.665×106kg×10N/kg=1.665×107N,
克服水的重力做的功:
W有用=Gh=1.665×107N×1.5m=2.4975×107J;
(2)由η=
W有用
W总得:
电动机做的功:
W总=
W有用
η=
2.4975×107J
80%=3.121875×107J,
由P=[W/t]得:
抽水机工作时间t=
W总
P=
3.121875×107J
2000W≈15610s≈4.34h.
所以,需要的柴油m=0.75kg/h×4.34h=3.255kg.
答:张大伯至少要准备3.255kg的柴油.
点评:
本题考点: 热平衡方程的应用.
考点点评: 此题考查功的计算机械效率计算公式的应用和功率的计算,属于力学综合题,难度较大,需要熟练掌握基本公式并且根据需要灵活变形.