Дано:
- мощность автомобиля P = 76.5 кВт = 76,500 Вт
- КПД двигателя η = 30 % = 0.3
- расход бензина m = 68 кг на 120 км
- удельная теплота сгорания бензина Q = 45 МДж/кг = 45,000,000 Дж/кг
- путь S = 120 км = 120,000 м
Найти: скорость автомобиля v.
Решение:
1. Рассчитаем количество энергии, которое выделяется при сгорании 68 кг бензина:
E_сгор = m * Q
E_сгор = 68 * 45000000
2. Вычислим общее количество энергии:
E_сгор = 68 * 45000000 = 3,060,000,000 Дж = 3.06 * 10^9 Дж
3. Определим полезную (используемую) энергию, учитывая КПД:
E_полезная = E_сгор * η
E_полезная = 3.06 * 10^9 * 0.3
4. Вычислим полезную энергию:
E_полезная = 918000000 Дж = 9.18 * 10^8 Дж
5. Определим время t, необходимое для прохождения 120 км при мощности P:
t = E_полезная / P
t = 9.18 * 10^8 / 76500
6. Вычислим время:
t ≈ 12000 секунд
7. Теперь найдем скорость v:
v = S / t
v = 120000 / 12000
8. Вычислим скорость:
v = 10 м/с
Ответ: Скорость автомобиля составляет 10 м/с.