Тепловоз, расходуя 360 г топлива, совершает работу 4 МДж. Определите КПД тепловоза, если удельная теплота сгорания топлива 40 МДж/кг

Чтобы определить КПД тепловоза, нам сначала нужно рассчитать количество энергии, которое поступает в систему от сжигания топлива, и затем использовать эту информацию для вычисления КПД.

1. Определение энергии, получаемой от сжигания топлива: У нас есть данные о массе топлива и удельной热лоте сгорания:

   • Масса топлива: 360 г = 0,36 кг
   • Удельная теплота сгорания: 40 МДж/кг

   Энергия, получаемая от сжигания топлива, рассчитывается по формуле: \[ Q = m \cdot q \] где:

   • \(Q\) — энергия (в МДж),
   • \(m\) — масса топлива (в кг),
   • \(q\) — удельная теплота сгорания (в МДж/кг).

   Подставляем данные: \[ Q = 0,36 \, \text{кг} \cdot 40 \, \text{МДж/кг} = 14,4 \, \text{МДж} \]

2. Определение КПД: Теперь, зная, что тепловоз совершает работу 4 МДж и энергия, полученная от топлива, составляет 14,4 МДж, можем рассчитать КПД (η): \[ η = \frac{A}{Q} \cdot 100\% \] где:

   • \(A\) — работа, выполненная тепловозом (в МДж),
   • \(Q\) — энергия от сжигания топлива (в МДж).

   Подставляем значения: \[ η = \frac{4 \, \text{МДж}}{14,4 \, \text{МДж}} \cdot 100\% \approx 27,78\% \]

Таким образом, КПД тепловоза составляет приблизительно 27,78%. Это означает, что около 27,78% энергии, полученной от топлива, используется для выполнения работы.