Двигатель мощностью 15 кВт потребляет в час 5 л бензина. Определите КПД двигателя? (плотность бензина 710 кг/м3, в 1 м3 1000 литров)
от

1 Ответ

Дано:
- Мощность двигателя P = 15 кВт = 15000 Вт
- Расход бензина за 1 час V_бензина = 5 л = 5 * 10^-3 м³
- Плотность бензина ρ = 710 кг/м³
- Энергия, выделяющаяся при сжигании бензина (теплотворная способность бензина) Q_бензина ≈ 44 МДж/кг = 44 * 10^6 Дж/кг

Найти:
КПД двигателя η.

Решение:

1. Сначала найдем массу бензина, который расходуется за 1 час:

m_бензина = ρ * V_бензина

m_бензина = 710 кг/м³ * 5 * 10^-3 м³ = 3.55 кг

2. Теперь вычислим количество теплоты, которое выделяется при сжигании этого бензина:

Q_бензина = m_бензина * Q_бензина

Q_бензина = 3.55 кг * 44 * 10^6 Дж/кг = 156200000 Дж

3. Мощность двигателя — это энергия, которую он вырабатывает за 1 секунду. За 1 час (3600 секунд) двигатель потребляет:

E_двигателя = P * 3600 с = 15000 Вт * 3600 с = 54000000 Дж

4. КПД двигателя определяется как отношение полезной энергии (энергии, вырабатываемой двигателем) к энергии, потребляемой от топлива:

η = E_двигателя / Q_бензина

η = 54000000 Дж / 156200000 Дж ≈ 0.345

Переведем в проценты:

η ≈ 0.345 * 100% ≈ 34.5%

Ответ: КПД двигателя составляет примерно 34.5%.
от