1) Какой КПД имеет реактивный двигатель, который сжег 3 тонны керосина и совершил полезную работу в размере 300 мДЖ?

Skvoz_Tmu

39

1) Чтобы найти КПД (коэффициент полезного действия) реактивного двигателя, мы можем использовать формулу:

\[\text{КПД} = \frac{\text{полезная работа}}{\text{затраченная энергия}}\]

Здесь полезная работа составляет 300 мДЖ, а затраченная энергия - энергия, полученная от сгорания керосина. Известно, что 1 тонна керосина содержит 40 млн Дж энергии, и поскольку было сожжено 3 тонны керосина, общая энергия, полученная от сгорания, будет составлять 120 млн Дж.

Подставив эти значения в формулу, получаем:

\[\text{КПД} = \frac{300 \times 10^6}{120 \times 10^6} = 2.5\]

Таким образом, КПД реактивного двигателя равен 2.5 или 250%.

2) В данном случае у нас уже известен КПД двигателя (44%) и количество потребляемого бензина (30 литров). Чтобы найти полезную работу, мы можем использовать следующую формулу:

\[\text{полезная работа} = \text{затраченная энергия} \times \text{КПД}\]

Количество энергии, получаемой от сгорания 1 литра бензина, составляет 32 млн Дж. Подставив все значения в формулу, получаем:

\[\text{полезная работа} = 30 \times 32 \times 10^6 \times 0.44 = 422.4 \text{ МДж}\]

Таким образом, сжигание 30 литров бензина с КПД 44% позволит совершить полезную работу в размере 422.4 МДж.

3) КПД двигателя не указан, но мы можем использовать информацию о мощности двигателя и количестве потребляемого бензина, чтобы найти скорость Саши.

КПД можно выразить, используя формулу:

\[\text{КПД} = \frac{\text{полезная работа}}{\text{затраченная энергия}}\]

Полезная работа в нашем случае - это мощность двигателя, умноженная на время движения и выраженная в джоулях (1 Дж = 1 Вт·с), а энергия, затраченная на это, представляет собой количество энергии, полученное от сгорания бензина. Количество энергии, получаемой от сгорания 1 литра бензина, составляет 32 млн Дж, и поскольку было потрачено 17 литров бензина, общая энергия, потраченная автомобилем Саши, составит 544 млн Дж.

Подставив эти значения в формулу, получаем:

\[\text{КПД} = \frac{P \times t}{544 \times 10^6}\]

Где P - мощность двигателя (50 кВт), t - время движения.

Поскольку нам неизвестно значение времени, мы не можем точно рассчитать скорость. Однако, зная, что мощность равна произведению силы на скорость (P = F · v), мы можем выразить скорость через мощность и потребляемое топливо. Так как двигатель работает на определенной мощности, мы можем предположить, что скорость постоянна и составляет v м/с:

\[\text{мощность} = \text{сила} \times \text{скорость}\]

\[50 \times 10^3 = F \times v\]

Зная, что сила, равная произведению массы на ускорение (F = m · a), мы можем записать:

\[50 \times 10^3 = m \times a \times v\]

Также нам дано количество потребляемого бензина (17 литров), и мы знаем, что плотность бензина составляет 0.75 кг/литр. Подставив эти значения и пренебрегая ускорением, получаем:

\[50 \times 10^3 = 0.75 \times 17 \times v\]

\[\Rightarrow v = \frac{50 \times 10^3}{0.75 \times 17} \approx 1960 \, \text{м/с}\]

Таким образом, предполагая постоянную скорость движения, мы можем сказать, что Саша ехала со скоростью около 1960 м/с.