При движении со стабильной скоростью, мотоцикл Ява-350 использует мощность 16 кВт и за четверть часа сжигает

Романович

45

Для определения КПД (коэффициента полезного действия) двигателя внутреннего сгорания мотоцикла, сначала найдем полезную мощность, которую вырабатывает двигатель. Полезная мощность равна работе, которую двигатель выполняет за единицу времени.

Работа, которую выполняет двигатель мотоцикла, можно определить вычислением силы тяги, с которой двигатель преодолевает сопротивление воздуха и другие силы сопротивления. Формула для определения силы тяги:

\[F = m \cdot a\]

где F - сила тяги (Н), m - масса мотоцикла (кг), a - ускорение (м/с^2).

Так как мотоцикл движется со стабильной скоростью, то ускорение равно нулю и сила тяги также равна нулю. Следовательно, работа мотоцикла также равна нулю.

Тем не менее, двигатель продолжает использовать мощность для преодоления внутреннего сопротивления. Таким образом, полезная мощность будет равна мощности, использованной для преодоления внутреннего сопротивления.

В данной задаче указано, что мощность двигателя составляет 16 кВт, а время, за которое сжигается 0,8 кг бензина, равно четверти часа (или 0,25 ч). Таким образом, мы можем вычислить полезную мощность следующим образом:

\[P_{полезная} = \frac{m \cdot Q}{t}\]

где P_{полезная} - полезная мощность (кВт), m - масса сжигаемого бензина (кг), Q - удельная теплота сгорания бензина (кДж/кг), t - время (часы).

Подставим значения:

\[P_{полезная} = \frac{0,8 \cdot 46 000}{0,25} = 14 720 \, \text{кВт}\]

Теперь мы можем рассчитать КПД, используя следующую формулу:

\[КПД = \frac{P_{полезная}}{P_{входная}} \cdot 100\%\]

где P_{входная} - входная мощность (кВт).

У нас есть только полезная мощность, но нам также требуется входная мощность. Для ее определения мы можем использовать следующую формулу:

\[P_{входная} = \frac{Q_{входная}}{t}\]

где Q_{входная} - входная теплота сгорания (кДж), t - время (часы).

Теплота сгорания равна массе сжигаемого бензина, умноженной на удельную теплоту сгорания.

\[Q_{входная} = m \cdot Q\]

Подставим значения:

\[Q_{входная} = 0,8 \cdot 46 000 = 36 800 \, \text{кДж}\]

Теперь рассчитаем входную мощность:

\[P_{входная} = \frac{36 800}{0,25} = 147 200 \, \text{кВт}\]

Теперь, используя значения полезной и входной мощности, мы можем рассчитать КПД:

\[КПД = \frac{14 720}{147 200} \cdot 100\% \approx 10\%\]

Ответ округляем до целых и записываем в таблицу. Таким образом, КПД двигателя мотоцикла Ява-350 составляет 10%.