Question

Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу 2,3•107 Дж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя.

Answer 1

Дано:

Апол = 2,3*10 ³кДж = 2,3*10⁶ Дж - полезная работа

m = 2 кг

q = 46 200 000 Дж/кг = 46,2*10⁶ Дж/кг - теплота сгорания бензина

КПД - ?

При сгорании бензина выделится

Q = q*m = 46,2*10⁶*2 = 92,4*10⁶ Дж

Совершенная работа равна выделившейся теплоте:

Асов = Q

Коэффициент полезного действия:

КПД = Апол * 100% / Асов = 2,3*10⁶ *100% / 92,4*10⁶ ≈ 25%

Answer 2

КПД (коэффициент полезного действия) двигателя можно вычислить по формуле:

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

Затраченная энергия может быть вычислена как энергия, содержащаяся в затраченном топливе. Энергия, содержащаяся в топливе, можно вычислить, зная его массу и теплотворную способность (энергетическую плотность).

Теплотворная способность бензина обычно составляет около 44 МДж/кг.

Затраченная энергия = масса топлива * теплотворная способность

Теперь, применим эти значения к формуле КПД:

КПД = (полезная работа / (масса топлива * теплотворная способность)) * 100%

Заменим известные значения:

КПД = (2.3 * 10^7 Дж / (2 кг * 44 МДж/кг)) * 100%

Преобразуем единицы измерения и рассчитаем результат:

1 МДж = 10^6 Дж

КПД = (2.3 * 10^7 Дж / (2 * 44 * 10^6 Дж)) * 100% = 52.27%

Таким образом, КПД этого двигателя составляет приблизительно 52.27%.