Чтобы вычислить массу сгоревшего керосина в двигателе, мы можем использовать формулу для полезной работы и КПД (коэффициент полезного действия).
Полезная работа \( A \) связана с количеством энергии, затраченной на процесс горения, согласно следующей формуле:
\[ A = \eta \cdot Q \]
где:
- \( A \) — полезная работа (в нашем случае 8,6 МДж),
- \( \eta \) — КПД (в данном случае 20% или 0.2),
- \( Q \) — общая энергия, затраченная на сгорание керосина.
Преобразуем формулу для нахождения \( Q \):
\[ Q = \frac{A}{\eta} \]
Теперь подставим известные значения:
\[ Q = \frac{8,6 \, \text{МДж}}{0.2} = 43 \, \text{МДж} \]
Теперь нам нужно узнать, сколько керосина сгорело для получения этой энергии. Энергия сгорания керосина зависит от его удельной теплоты сгорания. Удельная теплота сгорания керосина примерно составляет 42-46 МДж/kg. Для расчета возьмем среднее значение, например, 44 МДж/kg.
Теперь можем найти массу \( m \) сгоревшего керосина по формуле:
\[ Q = m \cdot h \]
где:
- \( h \) — удельная теплота сгорания (44 МДж/kg).
Перепишем формулу для нахождения массы:
\[ m = \frac{Q}{h} \]
Подставляем значения:
\[ m = \frac{43 \, \text{МДж}}{44 \, \text{МДж/kg}} \approx 0.977 \, \text{kg} \]
Таким образом, масса сгоревшего керосина в двигателе составляет примерно 0.977 кг.