Для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) мотора, необходимо сначала выяснить, сколько энергии он получает из топлива и сколько полезной работы выполняет.
Определим энергию, содержащуюся в 6 кг бензина:
Используем теплотворную способность бензина: \[ Q = m \times H \] где:
- \( Q \) — энергия (в джоулях),
- \( m \) — масса бензина в кг (6 кг),
- \( H \) — теплотворная способность бензина (4,64 * 10^7 Дж/кг).
Подставим значения: \[ Q = 6 \, \text{кг} \times 4,64 \times 10^7 \, \text{Дж/кг} = 2,784 \times 10^8 \, \text{Дж}. \]
Определим полезную работу, выполненную мотором за 1 час:
Мощность мотора составляет 5 кВт, что эквивалентно: \[ P = 5 \, \text{кВт} = 5 \times 10^3 \, \text{Вт} = 5 \times 10^3 \, \text{Дж/с}. \] За 1 час (3600 секунд) мотор выполнит: \[ A = P \times t = 5 \times 10^3 \, \text{Дж/с} \times 3600 \, \text{s} = 1,8 \times 10^7 \, \text{Дж}. \]
Вычислим КПД:
КПД (\( \eta \)) может быть рассчитан по формуле: \[ \eta = \frac{A}{Q} \times 100\%. \] Подставим найденные значения: \[ \eta = \frac{1,8 \times 10^7 \, \text{Дж}}{2,784 \times 10^8 \, \text{Дж}} \times 100\%. \]
Теперь посчитаем: \[ \eta \approx \frac{1,8}{27,84} \times 100\% \approx 6,46\%. \]
Таким образом, КПД мотора составляет примерно 6,46%.