Question

10．某型號(hào)小汽車尾部標(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．
這輛車以最低油耗勻速行駛時(shí)速度為90km/h，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為50kW，行駛12min剛好消耗了汽油2kg，汽油熱值是4.6×10⁷J/kg．
（1）這種型號(hào)汽車與同型號(hào)非渦輪增壓車相比．排氣筒排出的廢氣溫度要低得多，為什么？
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)產(chǎn)生的牽引力F是多少？
（3）該汽車發(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)公式P=Fv求出牽引力的大�。�
（3）根據(jù)Q=mq求出汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量，根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：
（1）渦輪增壓汽車的廢氣對(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)汽車與同型號(hào)非渦輪增壓車相比，排氣筒排出的廢氣溫度要低得多；
（2）由P=Fv可得，產(chǎn)生的牽引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{50000W}{25m/s}$=2000N；
（3）2kg汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量：Q_放=mq=2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁷J，
汽油做的有用功W=Pt=50000W×12×60s=3.6×10⁷J，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{7}J}{9.2×1{0}^{7}J}$×100%≈39%．
答：（1）渦輪增壓汽車的廢氣對(duì)外做功后，自身內(nèi)能會(huì)減小，溫度降低；
（2）牽引力的大小為2000N；
（3）該汽車發(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．