Саша проехала 100 км на машине с мощностью двигателя 50 кВт и израсходовала 17 л бензина. С какой скоростью ехала Саша, если КПД двигателя составляет 45%

Задача решается по законам энергообмена: мощность двигателя и КПД связывают потребляемую топливную энергию с полезной механической энергией на колёсах.

Допущение (чтобы задача была решаемой): 50 кВт — это мощность двигателя на выходе (механическая мощность на колёсах до учёта КПД), а КПД двигателя составляет 45%, то есть только 45% энергии из топлива превращается в полезную работу.

1. Энергия топлива в единицу времени

• Пусть P_engine = 50 кВт, η = 0.45.
• Тогда мощность, которую нужно получить из топлива, равна P_fuel = P_engine / η = 50 / 0.45 ≈ 111.11 кВт.

2. Энергия, затраченная за весь путь

• Обозначим E_fuel как энергия, содержащаяся в израсходованном бензине.
• Для топлива возьмём типичное значение энергии на литр: примерно E_per_L ≈ 34.2 МДж/л = 34.2 л-мДж/л = 34,200 кДж/л.
• Израсходовано 17 л, поэтому E_fuel = 17 × 34,200 кДж ≈ 581,400 кДж.

3. Время движения

• Поскольку энергия, получаемая из топлива, расходуется с мощностью P_fuel, время движения t равно t = E_fuel / P_fuel = 581,400 кДж / (111.11 кДж/с) ≈ 5,232 с.
• Преобразуем в часы: 5,232 с ≈ 1.453 ч (или примерно 1 ч 27 мин).

4. Скорость

• Скорость v = расстояние / время = 100 км / 1.453 ч ≈ 68.8 км/ч.

Ответ: примерно 69 км/ч.

Примечание: результат зависит от используемой энергии топлива на литр. В большинстве задач принимают LNG (Lower Heating Value) бензина ≈ 34–34.5 МДж/л. При использовании другого значения энергии на литр получится незначительно другой ответ, но порядок величины сохранится.