Question

1．小科家的汽車尾部上標(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)效率和減少廢氣污染的目的．這輛汽車的額定功率為60KW，最低油耗可達(dá)0.2kg/（kW•h），已知汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg．（溫馨提示：最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量；0.2kg/（kW•h）表示獲得1kW•h能量消耗0.2kg汽油；1kW•h相當(dāng)于1KW的物體在1h內(nèi)所做的功）．求：
（1）0.2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少？
（2）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)）
（3）該汽車以最低油耗在額定功率下勻速行駛100Km，花了1小時(shí)，該車消耗了多少汽油？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Q=mq求出汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量；
（2）根據(jù)題意可知消耗0.2kg汽油獲得的能量，根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；
（3）由W=Pt可求得牽引力做功，根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出消耗汽油完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)Q=mq求出消耗汽油的質(zhì)量．

解答 解：
（1）0.2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量：Q_放=mq=0.2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁶J；
（2）根據(jù)題意可知，完全燃燒0.2kg汽油獲得的能量為W=1kW•h=3.6×10⁶J，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{9.2×1{0}^{6}J}$×100%≈39%；
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可知，
牽引力做的功：W=Pt=60×10³W×3600s=2.16×10⁸J；
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，
消耗汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{39%}$≈5.5×10⁸J，
由Q_放=mq可得，
消耗汽油的質(zhì)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的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為9.2×10⁶J；
（2）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)39%；
（3）該汽車以最低油耗在額定功率下勻速行駛100Km，花了1小時(shí)，該車消耗12kg汽油．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)熱值和熱機(jī)效率計(jì)算公式的理解和掌握，找出有用數(shù)據(jù)是關(guān)鍵．