Дано:
- мощность мотора P = 18 кВт = 18,000 Вт
- КПД двигателя η = 30 % = 0.3
- удельная теплота сгорания бензина Q = 45 МДж/кг = 45,000,000 Дж/кг
- скорость движения v = 50 км/ч = 50,000 м/3600 с ≈ 13.89 м/с
- путь S = 1 км = 1000 м
Найти: расход бензина m за путь 1 км.
Решение:
1. Рассчитаем время t, необходимое для прохождения 1 км при скорости 50 км/ч:
t = S / v
t = 1000 / 13.89
t ≈ 72 секунд
2. Найдем полезную энергию, которую двигатель может выработать за это время:
E_полезная = P * t
E_полезная = 18000 * 72
E_полезная ≈ 1,296,000 Дж
3. Теперь рассчитаем общее количество энергии, которое должно быть выделено при сгорании бензина, учитывая КПД:
E_сгор = E_полезная / η
E_сгор = 1,296,000 / 0.3
E_сгор ≈ 4,320,000 Дж
4. Определим расход бензина m, используя удельную теплоту сгорания:
m = E_сгор / Q
m = 4,320,000 / 45,000,000
5. Вычислим расход бензина:
m ≈ 0.096 кг
Ответ: Расход бензина автомобиля «Запорожец» на пути 1 км составляет примерно 0.096 кг.