Какой КПД двигателя автомобиля, если его мощность составляет 54 кВт и он расходует 11 кг бензина в течение одного часа?

Магический_Трюк

21

Чтобы найти КПД (коэффициент полезного действия) двигателя автомобиля, мы можем использовать следующую формулу:

\[\text{КПД} = \frac{\text{Выполненная работа}}{\text{Затраченная энергия}}\]

Давайте начнем с расчета выполняемой работы двигателем. Выполненная работа связана с мощностью двигателя и временем работы. Мощность двигателя составляет 54 кВт, что означает, что двигатель способен выполнять работу со скоростью 54 кВт.

Мы знаем, что потребление бензина составляет 11 кг в течение одного часа. Это означает, что двигатель затрачивает энергию на сгорание этого бензина. Для расчета затраченной энергии нам необходимо узнать, сколько теплоты выделяется при сгорании 11 кг бензина.

Удельная теплота сгорания бензина составляет 46900 кДж/кг. Чтобы найти полную энергию, выделяемую при сгорании 11 кг бензина, мы перемножаем удельную теплоту сгорания на массу бензина:

\[\text{Энергия} = \text{Масса} \times \text{Удельная теплота}\]
\[\text{Энергия} = 11 \, \text{кг} \times 46900 \, \text{кДж/кг}\]

Теперь, когда у нас есть выполняемая работа и затраченная энергия, мы можем вычислить КПД, подставив значения в формулу:

\[\text{КПД} = \frac{\text{Выполненная работа}}{\text{Затраченная энергия}}\]
\[\text{КПД} = \frac{54 \, \text{кВт}}{11 \, \text{кг} \times 46900 \, \text{кДж/кг}}\]

Теперь, чтобы получить окончательный ответ, давайте проведем вычисления:

\[\text{КПД} = \frac{54 \, \text{кВт}}{517900 \, \text{кДж}}\]

Рассчитав выражение в численном виде, получаем:

\[\text{КПД} \approx 0.104\]

Таким образом, КПД двигателя автомобиля составляет примерно 0.104, или 10.4%. Это означает, что только около 10.4% энергии, затраченной на сгорание бензина, используется для выполнения работы двигателем автомобиля. Остаток энергии теряется в виде тепла или потерь во время работы.