Дано:
- Мощность двигателя: P = 44,2 кВт = 44,2 * 10^3 Вт
- Скорость: v = 72 км/ч = 72 * (1000 м / 3600 с) = 20 м/с
- Расстояние: S = 100 км = 100000 м
- Температура газов в цилиндре: T1 = 1300 К
- Температура охлаждающей жидкости: T2 = 365 К
- Удельная теплота сгорания бензина: q = 4,6 * 10^7 Дж/кг
Найти:
- Массу бензина, израсходованного на пути 100 км.
Решение:
1. Найдем время, за которое автомобиль проедет 100 км:
t = S / v = 100000 м / 20 м/с = 5000 с.
2. Определим работу, выполненную двигателем за это время:
W = P * t = 44,2 * 10^3 Вт * 5000 с = 221 * 10^6 Дж.
3. Рассчитаем КПД двигателя. Для этого используем формулу:
η = (T1 - T2) / T1.
η = (1300 К - 365 К) / 1300 К = 935 / 1300 ≈ 0,719 или 71,9%.
4. Теперь найдем количество тепла, необходимое для выполнения этой работы:
Q = W / η = 221 * 10^6 Дж / 0,719 ≈ 307,5 * 10^6 Дж.
5. Определим массу бензина, израсходованного на 100 км:
m = Q / q = 307,5 * 10^6 Дж / (4,6 * 10^7 Дж/кг) ≈ 6,68 кг.
Ответ:
Автомобиль израсходует примерно 6,68 кг бензина на пути 100 км.