Тепловые характеристики двигателя автомобиля
Когда автомобиль движется со скоростью 180 км/ч, он тратит 15 литров бензина на каждые 100 километров пути. При этом
Когда автомобиль движется со скоростью 180 км/ч, он тратит 15 литров бензина на каждые 100 километров пути. При этом КПД двигателя составляет 25%. Теплота сгорания бензина равна 46 МДж/кг. Какая средняя мощность развивается двигателем автомобиля при таких условиях, выраженная в ваттах?
09.12.2023 15:40
Написать свой ответ:
Пояснение:
Чтобы рассчитать среднюю мощность развиваемую двигателем автомобиля, нам понадобится знать потребление топлива и КПД двигателя.
Сначала найдем энергию, которую автомобиль получает от сгорания 15 литров бензина на 100 километров пути. Для этого умножим сгорание бензина (15 литров/100 км) на его теплоту сгорания (46 МДж/кг).
Таким образом, энергия будет равна (15 литров/100 км) * (46 МДж/л) = 6.9 МДж/км.
КПД двигателя составляет 25%, поэтому четверть полученной энергии будет преобразована в полезную работу.
Средняя мощность развиваемая двигателем автомобиля равна преобразованной энергии к периоду времени, который потребовался для прохождения 100 км.
Период времени можно найти, разделив 100 км на скорость автомобиля.
Таким образом, средняя мощность будет равна (6.9 МДж/км * 0.25) / (100 км / 180 км/ч) = 0.04635 МДж/ч.
Для перевода МДж/ч в Вт, нужно умножить на 1000 и на 1000, получаем 46,350 Вт.
Пример:
Зная скорость автомобиля, потребление топлива и КПД двигателя, можно рассчитать среднюю мощность развиваемую двигателем. В этом случае, средняя мощность будет составлять 46,350 Вт.
Совет:
Для более полного понимания тепловых характеристик двигателя автомобиля, рекомендуется изучить темы, связанные с потреблением топлива, теплотой сгорания и КПД двигателя.
Упражнение:
При скорости автомобиля 120 км/ч и потреблении топлива 12 литров на каждые 100 км пути, рассчитайте среднюю мощность развиваемую двигателем в ваттах, если КПД составляет 30%.
Пояснение: Для расчета средней мощности двигателя автомобиля, необходимо использовать следующую формулу:
Средняя мощность = КПД * Энергия / Время
В данном случае, КПД (Коэффициент полезного действия) двигателя составляет 25%, что можно выразить в виде десятичной дроби как 0.25. Далее, энергию необходимо рассчитать, зная, что сгорание каждого литра бензина выделяет 46 МДж (Мегаджоулей). Так как автомобиль тратит 15 литров на каждые 100 километров, то весь путь 100 километров стоит 15 * 46 МДж.
Важно отметить, что время в этом случае не имеет значения, так как мы рассчитываем среднюю мощность.
Например:
Средняя мощность = 0.25 * (15 * 46 МДж)
Совет: Если вы хотите лучше понять формулу и принципы расчета средней мощности в физике, рекомендуется изучить тему "Работа и энергия" более подробно.
Закрепляющее упражнение: Предположим, что автомобиль движется со скоростью 120 км/ч и его КПД составляет 30%. Рассчитайте среднюю мощность развиваемую двигателем автомобиля, зная, что он тратит 12 литров бензина на каждые 100 километров пути. Выразите результат в ваттах.