如图所示为FDP30C型柴油水泵机组（水泵机组动力由柴油机提供），它的优点是重量轻、体积小、功率大；省时、省油、省心．该水泵机组的名牌如下表所示．（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg）求：

Question

如图所示为FDP30C型柴油水泵机组（水泵机组动力由柴油机提供），它的优点是重量轻、体积小、功率大；省时、省油、省心．该水泵机组的名牌如下表所示．（g=10N/kg，q_柴油=4.3×10⁷J/kg）求：

（1）小明的爸爸在购买柴油水泵时，通过观察该泵工作时尾气的温度、颜色、味道就能初步判断该泵的节能效果，请你说明他这样做的理由；
（2）柴油水泵机组的有用功功率；
（3）正常工作2小时，水泵机组消耗柴油的质量（结果保留两位小数）．

型号	FDP30C
流量	108m3/h
扬程	20m
质量	30kg
效率	40%

Answer 1

（1）尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，柴油机的效率低；尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低；反之，柴油机的效率高，即节能．
（2）2h所抽送的水的体积为：
V=2h×108m³/h=216m³，
这些水的重力：
G=mg=ρ_水Vg=1.0×10³kg/m³×216m³×10N/kg=2.16×10⁶N，
这些水被提升的高度为h=20m，所做的有用功为：
W_有用=Gh=2.16×10⁶N×20m=4.32×10⁷J；
水泵机组的有用功功率：
P=(W)/(t)=(4.32×107J)/(2×3600s)=6000W；
（3）因为水泵的效率η=(W有用)/(Q放)，
则柴油完全燃烧放出的热量：Q_放=(W有用)/(η)=(4.32×107J)/(40%)=1.08×10⁸J，
消耗的柴油为：m=(Q)/(q)=(1.08×108J)/(4.3×107J/kg)≈2.51kg．
答：（1）他这样做的理由是：尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低．尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能；
（2）水泵机组的有用功功率是6000W；
（3）正常工作2小时，水泵机组消耗柴油的质量为2.51kg．