Question

20．某汽车标有“2.0T”字样，其中“T”是指“涡轮增压”发动机．“涡轮增压”是利用高温、高压的废气冲击涡轮高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量和气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减小了废气中的有害物质．这种发动机比不带涡轮增压的发动机效率高，并具有减少废气污染的目的．加同样的汽油（如97#），带涡轮增压的轿车相比不带涡轮增压的轿车汽油的热值一样大（选填“大”或“一样大”或“小”）．已知这辆汽车的获得3.6×10⁶J的有用能量，最低消耗0.2kg汽油，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg．该汽车发动机的效率最高可达39.1%．

Answer 1

分析 （1）由题知，涡轮增压能使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，由此结合效率公式分析发动机效率变化情况；
（2）燃料的热值是燃料本身的一种性质，与完全燃烧与否无关；
（3）根据Q=mq求出汽油完全燃烧时放出的热量，再由效率公式计算发动机效率．

解答 解：
（1）涡轮增压利用高温、高压的废气冲击涡轮高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量和气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，这样将更多内能转化为机械能，
而燃料完全燃烧放出热量是一定的，由η=$\frac{W}{Q}$×100%可知，涡轮增压发动机比不带涡轮增压的发动机效率高；
（2）燃料的热值是燃料本身的一种性质，与汽油燃烧是否充分无关，所以带涡轮增压的轿车相比不带涡轮增压的轿车汽油的热值一样大；
（3）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，
所以汽车发动机的效率为：
η=$\frac{{W}_{有用}}{Q}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{9.2×1{0}^{6}J}$×100%≈39.1%．
故答案为：高；一样大；39.1%．

点评 本题通过涡轮增压发动机考查了对热机效率的理解和计算以及燃料热值的认识、热量计算，熟练运用公式、能从题目中找到有用数据是关键．