Яка корисна функція виконує тепловий двигун, якщо його ККД становить 20% та в ньому спалиться 10 літрів бензину?

Тепловий двигун виконує корисну функцію, перетворюючи теплову енергію, яка виникає при згорянні палива, на механічну роботу. Для розрахунку ефективності теплового двигуна (ККД - коефіцієнт корисного дії) використовується наступна формула:

\[ ККД = \frac{W_{\text{корисна}}}{Q_{\text{нагр}}} \times 100\% \]

де \(W_{\text{корисна}}\) - корисна робота, \(Q_{\text{нагр}}\) - теплота нагрівання.

У відповідності до умови, ККД теплового двигуна становить 20%, що ми позначимо як 0.20. І нам уже надано обсяг спаленого палива - 10 літрів.

Для обрахунку корисної роботи можна скористатися наступною формулою:

\[ W_{\text{корисна}} = Q_{\text{нагр}} \times ККД \]

Запишемо формулу в нашому випадку:

\[ W_{\text{корисна}} = Q_{\text{нагр}} \times 0.20 \]

Оскільки спалено 10 літрів бензину, ми можемо дізнатися кількість теплоти нагрівання за допомогою інформації про теплоту згоряння бензину. Нехай теплота згоряння бензину становить 44 МДж/л (мегаджоулей на літр).

Тепер виконаємо розрахунки:

\[ Q_{\text{нагр}} = \text{обсяг палива} \times \text{теплота згоряння} \]

\[ Q_{\text{нагр}} = 10 \times 44 \times 10^6 \, \text{Дж} \]

Підставимо значення в формулу для корисної роботи:

\[ W_{\text{корисна}} = 10 \times 44 \times 10^6 \times 0.20 \]

\[ W_{\text{корисна}} = 88 \times 10^6 \, \text{Дж} = 88 \, \text{МДж} \]

Отже, корисна робота, яку виконує тепловий двигун у цьому випадку, становить 88 МДж.