Question

8．某種型號(hào)汽車(chē)尾部上標(biāo)有“2.0T”的字樣，其中“T”就是“渦輪增壓”，是利用高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn)，來(lái)帶動(dòng)同軸的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn)，從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓，使汽油燃燒更充分，燃?xì)鈮簭?qiáng)更大，同時(shí)也減少了廢氣中的有害物質(zhì)，達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污染的目的．這輛汽車(chē)的最低油耗可達(dá)0.2kg/（kW•h），已知汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg．[最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量；0.2kg/（kW•h）表示獲得1kW•h能量消耗0.2kg汽油]．
（1）這種型號(hào)汽車(chē)與同型號(hào)非渦輪增壓車(chē)相比，排氣筒排出的廢氣溫度要低得多，為什么？
（2）該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少？（結(jié)果保留整數(shù)）

Answer 1

分析 （1）物體對(duì)外做功，本身的內(nèi)能減少，溫度降低；
（2）根據(jù)Q=mq求出汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量，根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）渦輪增壓汽車(chē)的廢氣對(duì)外做功后，自身內(nèi)能會(huì)減小，溫度降低，所以這種型號(hào)汽車(chē)與同型號(hào)非渦輪增壓車(chē)相比，排氣筒排出的廢氣溫度要低得多；
（2）0.2kg汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量
Q_放=mq=0.2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁶J，
根據(jù)題意可知，該汽車(chē)消耗0.2kg汽油做的有用功W=1kW•h=3.6×10⁶J，
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{9.2×1{0}^{6}J}$×100%≈39%．
答：（1）渦輪增壓汽車(chē)的廢氣對(duì)外做功后，自身內(nèi)能會(huì)減小，溫度降低；
（2）該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)39%．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)做功改變物體內(nèi)能、熱值和熱機(jī)效率計(jì)算公式的理解和掌握，基礎(chǔ)性題目．