Рассмотрим задачу поэтапно:
Дано:
- Масса сгоревшего керосина: \( m = 3\,\text{т} = 3\,000\,\text{кг} \)
- Полезная работа: \( A_{пол} = 300\,\text{МДж} = 300 \times 10^6\,\Дж \)
- Удельная теплота сгорания керосина: \( q = 4{,}6 \times 10^7\,\Дж/кг \)
Нам нужно найти КПД двигателя (\( \eta \)).
Шаг 1: Вычислим энергию, выделенную при сгорании керосина
Энергия, выделенная при сгорании всей массы керосина, равна:
\[ Q = m \times q \]
Подставляем значения:
\[ Q = 3\,000\,\text{кг} \times 4,6 \times 10^7\,\Дж/кг \]
Выполняем умножение:
\[ Q = 3\,000 \times 4,6 \times 10^7 = (3\,000 \times 4,6) \times 10^7 \]
\[ 3\,000 \times 4,6 = 13\,800 \]
Итак:
\[ Q = 13\,800 \times 10^7 = 1,38 \times 10^{11}\,\Дж \]
Шаг 2: Вычислим КПД
КПД (\( \eta \)) — это отношение полезной работы к энергии, выделенной при сгорании топлива:
\[ \eta = \frac{A_{пол}}{Q} \]
Подставляем известные значения:
\[ \eta = \frac{3 \times 10^8\,\Дж}{1,38 \times 10^{11}\,\Дж} \]
Выполним деление:
\[ \eta = \frac{3 \times 10^8}{1,38 \times 10^{11}} = \frac{3}{1,38} \times 10^{8-11} = \frac{3}{1,38} \times 10^{-3} \]
Теперь считаем коэффициент:
\[ \frac{3}{1,38} \approx 2,17 \]
Итак:
\[ \eta \approx 2,17 \times 10^{-3} = 0,00217 \]
Ответ:
Округлим до десятых:
\[ \eta \approx 0,2\% \]
КПД этого реактивного двигателя составляет примерно 0,2%.