Каков КПД тепловоза, если при использовании 360 г топлива для производства работы в 4 МДж удельная теплота сгорания

Тема: КПД тепловоза

Объяснение: КПД (коэффициент полезного действия) тепловоза показывает, какая часть энергии, выделяемой в процессе сгорания топлива, используется для производства полезной работы. Его можно вычислить, зная удельную теплоту сгорания топлива и количество топлива, используемого для производства работы.

Формула для вычисления КПД: КПД = (полезная работа / затраченная энергия) * 100%

Полезная работа в этом случае равна 4 МДж, а затраченная энергия - 360 г топлива с удельной теплотой сгорания 40 МДж/кг. Сначала нам нужно привести единицы измерения в соответствие. 360 г топлива равны 0.36 кг (поскольку 1 кг = 1000 г). Затем мы можем вычислить затраченную энергию, умножив массу топлива на его удельную теплоту сгорания: 0.36 кг * 40 МДж/кг = 14.4 МДж.

Теперь мы можем вставить полученные значения в формулу КПД: КПД = (4 МДж / 14.4 МДж) * 100% ≈ 27.8%.

Таким образом, КПД тепловоза составляет около 27.8%.

Совет: Чтобы лучше понять КПД и его значение, полезно знать, что он всегда меньше 100%, поскольку часть энергии теряется в виде тепла или трения. КПД служит мерой эффективности использования энергии и может быть повышен путем совершенствования системы.

Упражнение: Каков будет КПД, если для производства 5 МДж работы используется 2 кг топлива с удельной теплотой сгорания 50 МДж/кг?