Создатели одного из автомобилей с двигателем на водородном топливе опубликовали результаты экспериментов: на 3,6 кг жидкого водорода их автомобиль может проехать 100 км, развивая мощность 190 кВт при максимальной скорости 230 км/ч. Какой КПД имеет двигатель этого автомобиля при движении на максимальной скорости? Удельная теплота сгорания газообразного водорода q ≈ 120 МДж/кг.
от

1 Ответ

дано: m = 3.6 кг s = 100 км = 100000 м P = 190 кВт = 190000 Вт v = 230 км/ч = 230 * 1000 / 3600 м/с ≈ 63.89 м/с q = 120 МДж/кг = 120000000 Дж/кг

найти: КПД (eta)

решение:

Найдем время движения автомобиля (t), при максимальной скорости, учитывая пройденный путь. t = s / v = 100000 м / 63.89 м/с = 1565.27 c

Найдем работу, совершаемую двигателем при движении на максимальной скорости (A). A = P * t = 190000 Вт * 1565.27 с = 297401300 Дж

Найдем количество теплоты, выделяемое при сгорании водорода (Q). Q = m * q = 3.6 кг * 120000000 Дж/кг = 432000000 Дж

Найдем КПД двигателя (eta) как отношение полезной работы к затраченной теплоте. eta = A / Q = 297401300 Дж / 432000000 Дж = 0.6884

Переведем КПД в проценты. eta% = 0.6884 * 100% = 68.84 %

ответ: 68.84 %
от