Question

1．小科家的汽车尾部上标有“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．这辆汽车的额定功率为60KW，最低油耗可达0.2kg/（kW•h），已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg．（温馨提示：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；1kW•h相当于1KW的物体在1h内所做的功）．求：
（1）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？
（2）该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数）
（3）该汽车以最低油耗在额定功率下匀速行驶100Km，花了1小时，该车消耗了多少汽油？

Answer 1

分析 （1）根据Q=mq求出汽油完全燃烧时放出的热量；
（2）根据题意可知消耗0.2kg汽油获得的能量，根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出发动机的效率；
（3）由W=Pt可求得牵引力做功，根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出消耗汽油完全燃烧释放的热量，根据Q=mq求出消耗汽油的质量．

解答 解：
（1）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量：Q_放=mq=0.2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁶J；
（2）根据题意可知，完全燃烧0.2kg汽油获得的能量为W=1kW•h=3.6×10⁶J，
汽车发动机的效率：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{9.2×1{0}^{6}J}$×100%≈39%；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$可知，
牵引力做的功：W=Pt=60×10³W×3600s=2.16×10⁸J；
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，
消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{39%}$≈5.5×10⁸J，
由Q_放=mq可得，
消耗汽油的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{5.5×1{0}^{8}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈12kg．
答：
（1）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为9.2×10⁶J；
（2）该汽车发动机的效率最高可达39%；
（3）该汽车以最低油耗在额定功率下匀速行驶100Km，花了1小时，该车消耗12kg汽油．

点评 此题主要考查的是学生对热值和热机效率计算公式的理解和掌握，找出有用数据是关键．