Яка енергетична ефективність двигуна автомобіля потужністю 20 кВт, якщо при швидкості 72 км/год він використовує

Svetlyy_Angel

21

Щоб визначити енергетичну ефективність двигуна автомобіля, ми спочатку розрахуємо кількість енергії, яку витрачає двигун на пройдену відстань, і потім порівняємо це з енергією, що міститься в спалюваному бензині.

1. Розрахуємо кількість енергії, яку двигун витрачає на пройдених 100 км:
Енергія = потужність * час

Час можна визначити, використовуючи формулу \( t = \frac{d}{v} \), де \( d \) - довжина відрізка, а \( v \) - швидкість руху.
Таким чином, \( t = \frac{100 \, \text{км}}{72 \, \text{км/год}} \).

В обертах розраховується як \( \text{год} \times \frac{3600 \, \text{сек}}{1 \, \text{год}} \).
Тому \( t = \frac{100 \, \text{км}}{72 \, \text{км/год}} \times \frac{1 \, \text{год}}{3600 \, \text{сек}} \).

Підставивши значення, ми отримуємо \( t \approx 0.39 \, \text{год} \).

Таким чином, енергія, витрачена на пройдених 100 км, буде \( \text{енергія} = 20 \, \text{кВт} \times 0.39 \, \text{год} \).

2. Для порівняння розрахуємо енергію, що міститься в 10 літрах бензину:
Для цього спочатку знайдемо масу бензину, використовуючи густину і об"єм:
\( \text{маса} = \text{густина} \times \text{об"єм} \).
Тут густина бензину - 700 кг/м3, а об"єм - 10 літрів, що є тим самим, що й 10 000 кубічних сантиметрів.

Тому, \( \text{маса} = 700 \, \text{кг/м3} \times 10 000 \, \text{см3} \).

Підставивши значення, ми отримуємо \( \text{маса} = 7000 \, \text{кг} \).

Далі, щоб знайти енергію, міститься в бензині, ми використовуємо питому теплоту згоряння.
\( \text{енергія} = \text{маса} \times \text{питома теплота згоряння} \).

Підставивши значення, ми отримуємо \( \text{енергія} = 7000 \, \text{кг} \times 44 000 000 \, \text{Дж/кг} \).

3. Тепер ми можемо обчислити енергетичну ефективність, використовуючи наступну формулу:
\( \text{Ефективність} = \frac{\text{енергія, витрачена на роботу}}{\text{енергія, міститься в паливі}} \).

Підставивши значення, ми отримуємо \( \text{Ефективність} = \frac{20 \, \text{кВт} \times 0.39 \, \text{год}}{7000 \, \text{кг} \times 44 000 000 \, \text{Дж/кг}} \).

Після виконання необхідних обчислень, отримуємо значення енергетичної ефективності.

Будемо використовувати округлення до двох десяткових знаків для більшої зрозумілості школярів. Таким чином, виконавши всі розрахунки, отримуємо \( \text{Ефективність} \approx 1.49 \times 10^{-5} \).

Таким чином, енергетична ефективність двигуна автомобіля становить приблизно \( 1.49 \times 10^{-5} \) з витратами на роботу за одиницю енергії, що міститься в бензині.