Чтобы определить, сколько каменного угля расходуется тепловым двигателем с заданными параметрами, сначала необходимо рассчитать количество тепла, которое требуется для обеспечения этой мощности.
Расчет полезной мощности: \[ P = 800 \text{ кВт} = 800 \text{ кДж/с} \]
Определение входной энергии: Так как КПД (η) равен 40% (или 0,4), нужно найти полную (входную) энергию: \[ Q_{\text{вход}} = \frac{P}{\eta} = \frac{800 \text{ кДж/с}}{0,4} = 2000 \text{ кДж/с} \]
Преобразование в час: Для определения расхода за 1 час (3600 секунд): \[ Q_{\text{вход за час}} = 2000 \text{ кДж/с} \times 3600 \text{ с} = 7,200,000 \text{ кДж} \]
Энергетическая ценность каменного угля: Энергетическая ценность каменного угля в среднем составляет около 24 МДж/кг (или 24,000 кДж/кг).
Расчет расхода каменного угля: Теперь можно найти массу угля, необходимую для получения этой энергии: \[ m = \frac{Q_{\text{вход за час}}}{\text{энергетическая ценность угля}} = \frac{7,200,000 \text{ кДж}}{24,000 \text{ кДж/кг}} = 300 \text{ кг} \]
Таким образом, тепловой двигатель с КПД 40% и мощностью 800 кВт расходует 300 кг каменного угля в час.