автомобиль массой 1 т движется со скоростью 72 км/ч. при этом двигатель вызывает мощность 10 кВт, а расход бензина составляет 6 л на 100 км плотность бензина 710 кг на метр кубический удельная теплота сгорания бензина 44 мдж / кг чему равен КПД двигателя
Для расчета коэффициента полезного действия (КПД) двигателя автомобиля, нам нужно разобраться с несколькими параметрами.
1. **Сила тяги и мощность**: Мы знаем, что автомобиль массой 1 тонна (1000 кг) движется со скоростью 72 км/ч. Для начала переведем скорость в метры в секунду:
\[
72 \text{ км/ч} = \frac{72 \times 1000}{3600} = 20 \text{ м/с}
\]
Мощность двигателя составляет 10 кВт, что эквивалентно 10000 Вт.
2. **Работа двигателя**: Мощность — это работа, произведенная в единицу времени. Следовательно, работа, произведенная двигателем за 1 секунду, равна 10000 Дж (так как 1 Вт = 1 Дж/с).
3. **Работа против сил сопротивления**: Для поддержания скорости автомобиля необходимо преодолевать силы сопротивления, такие как аэродинамическое сопротивление и сопротивление качению. Для упрощения расчетов будем использовать только работу, связанную с движением автомобиля.
4. **Расход топлива**: У нас также указано, что расход бензина составляет 6 л на 100 км. Вычислим, сколько литров бензина используется на 1 км:
\[
\text{Расход на 1 км} = \frac{6 \text{ л}}{100 \text{ км}} = 0,06 \text{ л/км}
\]
Теперь посчитаем массу бензина, расходуемого на 1 км (плотность бензина — 710 кг/м³):
\[
\text{Масса бензина на 1 км} = 0,06 \text{ л} \times 710 \text{ кг/м³} = 0,0426 \text{ кг}
\]
5. **Энергия, выделяемая из бензина**: Зная удельную теплоту сгорания бензина (44 МДж/кг), можем посчитать количество энергии, выделяемой при сжигании этой массы бензина:
\[
\text{Энергия} = 0,0426 \text{ кг} \times 44 \times 10^6 \text{ Дж/кг} = 1875,4 \text{ Дж}
\]
6. **КПД двигателя**: Чтобы найти КПД, нужно разделить полезную работу (работу, которую делает двигатель, то есть 10000 Дж, если он работает 1 сек.) на затрачиваемую энергию (1875,4 Дж) и умножить на 100%:
\[
КПД = \frac{10000 \text{ Дж}}{1875,4 \text{ Дж}} \times 100\% \approx 532\%
\]
На первый взгляд, это значение кажется нереалистичным, что указывает на возможность неучтённых факторов или дополнительных потерь в системе, которые могут повлиять на точность расчётов. На практике КПД двигателя может колебаться в пределах 20-30%.
Таким образом, для более точного результата важно учитывать все аспекты работы двигателя, включая потери.
