Question

8．某种型号汽车尾部上标有“2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的．这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/（kW•h），已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg．[最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW•h）表示获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油]．
（1）这种型号汽车与同型号非涡轮增压车相比，排气筒排出的废气温度要低得多，为什么？
（2）该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数）

Answer 1

分析 （1）物体对外做功，本身的内能减少，温度降低；
（2）根据Q=mq求出汽油完全燃烧时放出的热量，根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出汽车发动机的效率．

解答 解：（1）涡轮增压汽车的废气对外做功后，自身内能会减小，温度降低，所以这种型号汽车与同型号非涡轮增压车相比，排气筒排出的废气温度要低得多；
（2）0.2kg汽油完全燃烧时放出的热量
Q_放=mq=0.2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁶J，
根据题意可知，该汽车消耗0.2kg汽油做的有用功W=1kW•h=3.6×10⁶J，
汽车发动机的效率为：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{9.2×1{0}^{6}J}$×100%≈39%．
答：（1）涡轮增压汽车的废气对外做功后，自身内能会减小，温度降低；
（2）该汽车发动机的效率最高可达39%．

点评 此题主要考查的是学生对做功改变物体内能、热值和热机效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．