Дано: полезная мощность двигателя P = 46 кВт = 46000 Вт, расход бензина при средней скорости 80 км/ч - m = 18 кг, расстояние - s = 150 км.
Найти: КПД двигателя η.
Решение:
Сначала определим затраты энергии на преодоление пути. Используем следующее соотношение:
E = m * Qн,
где E - потребленная энергия (в Дж), m - масса топлива (в кг), Qн - теплота сгорания топлива (в Дж/кг).
Зная, что теплота сгорания бензина Qн = 44 * 10^6 Дж/кг, подставляем значения:
E = 18 * 44 * 10^6 = 792 * 10^6 = 7.92 * 10^8 Дж.
Теперь определим КПД двигателя. Полезная мощность, как известно, это часть затраченной энергии, которая преобразуется в механическую работу. Таким образом, КПД можно выразить как отношение полезной мощности к затраченной энергии:
η = P / E.
Подставим значения:
η = 46000 / 7.92 * 10^8 = 46000 / 792000000 ≈ 0.058 ≈ 5.8%.
Ответ: КПД двигателя составляет около 5.8%.