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航速優化化石燃料的廣泛應用加快了人類文明的進程，但同時也污染了環境。因為大量燃燒化石燃料使大氣中CO₂濃度增加，引起溫室效應而導致全球變暖。人們意識到環境保護的重要性，開始從各個方面著手減少碳排放。
船舶航行大多使用柴油發動機，航行時受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大減小航行阻力，發動機對推進設備做功的功率即推進功率就會大大減小，從而減少燃油消耗。但航速不是越小越好，因為船舶航行過程中除了推進設備，還有其他輔助設備工作，需要發動機做功。航速減小后，一段航程所需的航行時間就會延長，雖然推進功減少，但輔助功增加了。發動機要做的功包括推進功和輔助功兩部分。航速優化就是要找到適合的航速，使發動機做的總功減少，達到節能減排的目的。
（1）在柴油發動機的工作循環中，排出CO₂氣體的沖程是

排汽沖程

排汽沖程

。
（2）若船舶以速度v勻速直線航行，航行時受到的阻力為f=kv²（k為常量）。則理想情況下，推進功率和速度的關系為P_推=

kv³

kv³

。
（3）某船舶航行時，每公里航程的推進功、輔助功和航速的關系如圖所示，柴油發動機的效率為40%，柴油的熱值為4.3×10⁷J/kg,以8m/s航速航行43公里需要消耗柴油

2×10³

2×10³

kg。

（4）第一次工業革命時期，蒸汽機登上了人類歷史的舞臺，由于燃料在氣缸外燃燒，蒸汽機的效率只有5%，蒸汽機主要采用的焦炭（煤），焦炭的熱值為3.2×10⁷J/kg,隨著科技的發展核能走進了人類文明，lg鈾裂變產生的能量約為2.5t的焦炭完全燃燒放出的熱量。如果（3）中船舶以6m/s的航速，采用蒸汽機驅動，焦炭做為燃料航行40000km,消耗的焦炭完全燃燒放出的熱量相當與

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kg的鈾裂變產生的能量。