Якій максимальній потужності може розвивати циліндр двигуна внутрішнього згоряння, якщо за одну годину він споживає

Тема: Розрахунок потужності циліндра двигуна внутрішнього згоряння

Пояснення:
Для розрахунку потужності циліндра двигуна внутрішнього згоряння використовується формула:

\[ P = \frac {W}{t} \]

Де:
- P - потужність, вимірюється в кіловатах (кВт)
- W - виконана робота, вимірюється в Джоулях (Дж)
- t - час, вимірюється в секундах (с)

В даному випадку, в нашому розрахунку замінимо виконану роботу W на кінетичну енергію газів в циліндрі, яку можна обчислити за формулою:

\[ W = \frac {m \cdot (T_2 - T_1) \cdot c_p}{MW} \]

Де:
- m - маса газів, вимірюється в кілограмах (кг)
- T1 - початкова температура газів, вимірюється в Кельвінах (К)
- T2 - кінцева температура газів, вимірюється в Кельвінах (К)
- c_p - теплоємність газів при постійному тиску, вимірюється в Дж/(кг•К)
- MW - молярна маса газу, вимірюється в г/моль.

Тепер можна обчислити:

1. Обчислимо масу газів:

\[ m = \frac {W}{Q} \]

Де:
- Q - калорійність палива, вимірюється в Дж/(кг•К).
- В нашому випадку калорійність палива, бензину, складає 44 000 000 Дж/(кг•К).

2. Знайдемо теплоємність газів при постійному тиску. Для бензину c_p складає 2050 Дж/(кг•К).

3. Обчислимо молярну масу за формулою:

\[ MW = \frac {M}{n} \]

Де:
- n - кількість молів газу. В даному випадку, n = \frac {m}{MW}.
- M - маса одного моля газу, вимірюється в г/моль.

4. Підставимо знайдені значення в формулу для виконаної роботи та обчислимо величину W.

5. Знайдемо час в секундах (1 година = 3600 секунд).

6. Розрахуємо потужність, підставивши знайдені значення в формулу для потужності.

Приклад використання:
За одну годину циліндр двигуна споживає 36 кг бензину, гази з температурою 727 °C утворюються у ньому, а температура відпрацьованих газів становить 100 °C. Знайти максимальну потужність циліндра двигуна внутрішнього згоряння.

Адвіс:
Перед розрахунками варто переконатись, що величини температур переведені в одиницю вимірювання Кельвіна. Крім того, перевірте правильність використання формул.

Вправа:
За одну годину двигун споживає 20 кг палива, гази утворюються з температурою 550 °C, а температура відпрацьованих газів становить 50 °C. Обчисліть максимальну потужність циліндра двигуна внутрішнього згоряння.