Снегоуборочная машина мощностью 40 кВт за 1 час работы расходует примерно 5 л бензина. каков КПД снегоуборочной машины? Удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг, плотность бензина - 710 кг/м³
Чтобы рассчитать коэффициент полезного действия (КПД) снегоуборочной машины, необходимо сначала выяснить количество энергии, которое машина потребляет, и затем сравнить это с полезной работой, которую она выполняет.
- Выясним количество энергии, которое потребляет снегоуборочная машина.
Сначала расчитаем энергопотребление из расхода бензина. У нас есть следующая информация:
- Расход бензина за 1 час = 5 литров
- Плотность бензина = 710 кг/м³
- Удельная теплота сгорания бензина = 46 МДж/кг
Сначала найдем массу бензина, используя его плотность:
\[ \text{Масса бензина} = \text{Объем} \times \text{Плотность} \]
Переведем литры в кубические метры:
\[ 5 \, \text{л} = 0.005 \, \text{м}³ \]
Теперь, подставим в формулу:
\[ \text{Масса бензина} = 0.005 \, \text{м}³ \times 710 \, \text{кг/м}³ = 3.55 \, \text{кг} \]
Теперь можем рассчитать количество энергии, которую выделяет сгорание этого бензина:
\[ \text{Энергия} = \text{Масса} \times \text{Теплота сгорания} \]
\[ \text{Энергия} = 3.55 \, \text{кг} \times 46 \, \text{МДж/кг} = 163.3 \, \text{МДж} \]
- Выясним полезную работу, выполняемую снегоуборочной машиной.
Мощность снегоуборочной машины 40 кВт, а за 1 час (3600 секунд):
\[ \text{Полезная работа} = \text{Мощность} \times \text{Время} \]
\[ \text{Полезная работа} = 40 \, \text{кВт} \times 3600 \, \text{с} = 144000 \, \text{кДж} = 144 \, \text{МДж} \]
- Теперь можем вычислить КПД.
КПД можно вычислить по формуле:
\[ \text{КПД} = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Полученная энергия}} \times 100\% \]
\[ \text{КПД} = \frac{144 \, \text{МДж}}{163.3 \, \text{МДж}} \times 100\% \approx 88.1\% \]
Таким образом, коэффициент полезного действия снегоуборочной машины составляет примерно 88.1%. Это значит, что большая часть энергии, получаемой из топлива, преобразуется в полезную работу.
