Яким є ККД двигуна, якщо теплохід з потужністю двигуна 250 кВт рухається зі швидкістю 25 км/год між двома населеними

Тема: Расчет КПД двигателя

Объяснение: КПД (коэффициент полезного действия) двигателя - это показатель, который позволяет оценить, насколько эффективно двигатель преобразует поданную на него энергию в полезную работу. КПД измеряется в процентах.

Чтобы найти КПД двигателя, можно использовать следующую формулу:

КПД = (полезная работа / входная энергия) * 100%

Если известна мощность (P) двигателя, расстояние (d), скорость (v) и расход топлива (m), то можно рассчитать полезную работу (W) и входную энергию (Q) следующим образом:

Полезная работа (W) = сила тяги (F) * расстояние (d)
Сила тяги (F) = мощность (P) / скорость (v)

Входная энергия (Q) = расход топлива (m) * теплота сгорания топлива

Затем подставляем значения в формулу для КПД и получаем результат.

Пример: Дано:
Мощность двигателя (P) = 250 кВт
Скорость (v) = 25 км/ч
Расстояние (d) = 50 км
Расход топлива (m) = 160 кг

Сначала рассчитаем силу тяги:

Сила тяги (F) = мощность (P) / скорость (v)
F = 250000 Вт / 25 км/ч = 10000 Н

Затем рассчитаем полезную работу:

Полезная работа (W) = сила тяги (F) * расстояние (d)
W = 10000 Н * 50000 м = 500000000 Дж

Далее, рассчитаем входную энергию:

Входная энергия (Q) = расход топлива (m) * теплота сгорания топлива

Хотя нам не дана теплота сгорания топлива, мы можем принять во внимание, что энергетическая эффективность дизельного двигателя составляет примерно 40%. Таким образом, мы можем предположить теплоту сгорания около 40 МДж/кг.

Q = 160 кг * 40 МДж/кг = 6400 МДж

Теперь мы можем рассчитать КПД:

КПД = (полезная работа / входная энергия) * 100%
КПД = (500000000 Дж / 6400 МДж) * 100% ≈ 7,8%

Таким образом, КПД двигателя составляет примерно 7,8%.

Совет: Для лучшего понимания расчета КПД двигателя, важно знать основы механики и энергетики. Отрывок "полезная работа" относится к работе, которую двигатель может выполнить во время работы, а "входная энергия" относится к всей энергии, полученной от использования топлива. Понимание этих базовых понятий поможет вам более глубоко понять природу КПД.

Упражнение: При тех же условиях мощность двигателя увеличена до 300 кВт. Рассчитайте новое значение КПД двигателя.