题目内容
10．某型号小汽车尾部标有“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．这辆车以最低油耗匀速行驶时速度为90km/h，发动机的输出功率为50kW，行驶12min刚好消耗了汽油2kg，汽油热值是4.6×107J/kg．
（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）汽车发动机此时产生的牵引力F是多少？
（3）该汽车发动机的效率最高可达多少？（结果保留整数）
分析 （1）物体对外做功，本身的内能减少，温度降低；
（2）根据公式P=Fv求出牵引力的大小；
（3）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）由P=Fv可得，产生的牵引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{50000W}{25m/s}$=2000N；
（3）2kg汽油完全燃烧时放出的热量：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，
汽车发动机的效率为：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{7}J}{9.2×1{0}^{7}J}$×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）牵引力的大小为2000N；
（3）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．
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