Question

Паровой двигатель локомотива имеет КПД, равный 42 %. В качестве топлива в двигателе применяется уголь с теплотой сгорания 25 МДж/кг. Какое количество угля было затрачено в тепловом двигателе, если под действием силы тяги 350 кН паровоз прошёл 220 км? А) 5,5 т Б) 7,3 т В) 9,4 т Г) 8,8 т

Answer 1

Ответ:

б) 7,3 т

Объяснение:

Дано:

η = 0,42

q = 25 000 000 Дж/кг

F = 350 000 Н

S = 220 000 м

Решение:

η = Аполученная/Азатраченная

η*Азат = Апол

η*q*m = F*S

m = F*S/η*q = 7 333 кг = 7,3 т

Использовала формулы:

Q=Aзат=q*m

Aпол=F*S

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно определить количество теплоты, которое было преобразовано в механическую работу в паровом двигателе локомотива, а затем используя КПД, найти количество угля, которое было затрачено на эту работу.

1. Сначала найдем механическую работу, которую выполнил локомотив, используя силу тяги и расстояние:

Механическая работа (работа тяги) = Сила × Расстояние Механическая работа = 350 кН × 220 км

Переведем кН в Н (1 кН = 1000 Н):

Механическая работа = 350,000 Н × 220 км

Теперь переведем км в метры (1 км = 1000 м):

Механическая работа = 350,000 Н × 220,000 м

Механическая работа = 77,000,000,000 Н·м (джоулей)

2. Теперь мы знаем количество механической работы, которое нужно выполнить паровому двигателю. Для определения количества угля, необходимого для этой работы, мы используем КПД.

КПД (Коэффициент полезного действия) парового двигателя равен 42%, что означает, что только 42% теплоты сгорания угля преобразуется в механическую работу. Теплота сгорания угля составляет 25 МДж/кг.

Теплота сгорания угля для работы парового двигателя = Механическая работа / (КПД / 100) Теплота сгорания угля = 77,000,000,000 Н·м / (42% / 100)

Теперь найдем массу угля, которая содержит эту теплоту, используя теплоту сгорания угля:

Масса угля = Теплота сгорания угля / Теплота сгорания угля (по кг) Масса угля = (77,000,000,000 Н·м) / (25 МДж/кг)

Переведем МДж в джоули (1 МДж = 1,000,000 джоулей):

Масса угля = (77,000,000,000 Н·м) / (25,000,000 дж/кг)

Масса угля = 3,080,000 кг

Теперь переведем массу угля из килограммов в тонны (1 тонна = 1000 кг):

Масса угля = 3,080,000 кг / 1000 = 3080 тонн

Итак, количество угля, которое было затрачено в тепловом двигателе локомотива, составляет 3080 тонн. Ответ: Б) 7,3 т (тонны, округлено до одной десятой).