Какова сила тяги автомобиля, если он расходует 60 г топлива на каждый километр пути, а удельная теплота сгорания

Тема занятия: Сила тяги автомобиля

Инструкция:
Сила тяги автомобиля связана с его расходом топлива и удельной теплотой сгорания этого топлива.

Для определения силы тяги (Fтяги) автомобиля, мы можем использовать уравнение:

Fтяги = мощность двигателя / скорость

Мощность двигателя (Pдвигателя) зависит от расхода топлива и удельной теплоты сгорания топлива:

Pдвигателя = Qтоплива / t

где Qтоплива - количество энергии, высвобождаемой при сгорании топлива, а t - время, за которое происходит сгорание этого количества топлива.

Мы можем записать Qтоплива следующим образом:

Qтоплива = mтоплива * Hсгорания

где mтоплива - масса топлива, а Hсгорания - удельная теплота сгорания топлива.

Теперь мы можем заменить Qтоплива в уравнении для мощности:

Pдвигателя = (mтоплива * Hсгорания) / t

Известно, что расход топлива составляет 60 г на каждый километр пути, поэтому можно записать mтоплива следующим образом:

mтоплива = 0,06 кг/км

Также известна удельная теплота сгорания топлива - 50 МДж/кг (1 МДж = 10^6 Дж), поэтому Hсгорания можно записать следующим образом:

Hсгорания = 50 * 10^6 Дж/кг

КПД двигателя (η) характеризует эффективность использования энергии топлива двигателем. Он определяется как отношение мощности, выделяемой полезной работой двигателя, к потребляемой мощности:

η = Pполезная / Pпотребляемая

Теперь, когда у нас есть все необходимые данные, мы можем рассчитать силу тяги автомобиля.

Демонстрация:
Допустим, у нас есть автомобиль, который движется со скоростью 60 км/ч и расходует 60 г топлива на каждый километр пути. Чему равна сила тяги этого автомобиля при КПД двигателя 0,8?

Совет:
При решении таких задач всегда важно убедиться, что все значения имеют одинаковую систему измерения. В данном случае, масса топлива и удельная теплота сгорания топлива указаны в кг и Дж соответственно. Также имейте в виду, что КПД двигателя всегда находится в диапазоне от 0 до 1.

Задача на проверку:
Чему равна сила тяги автомобиля, если расход топлива составляет 40 г на каждый километр пути, удельная теплота сгорания топлива - 45 МДж/кг, а КПД двигателя - 0,7? (Все значения приведены в СИ).