Question

1 Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) совершает механическую работу, которая в 3 раза меньше количества теплоты, выделившиеся при полном сгорании топлива. Определите КПД ДВС 2 Определите КПД газовой турбины, если при сгорании 100г природного газа в механическую работу превращается 2,2 МДж тепла. Удельная теплота сгорания природного газа 44 МДж/кг 3 В тепловом двигателе с КПД 20% сгорающее топливо за 15 минут работы выделяет 5,4 МДж тепла. Определите мощность двигателя.

Answer 1

№ 1

A = Q₁ / 3 => η = A * 100 % / Q₁ = Q * 100 % / (3 * Q) ≈ 33 %

№ 2

Q₁ = q * m = 44 МДж/кг * 0,100 кг = 4,4 МДж

η = A * 100 % / Q₁ = 2,2 МДж * 100 % . 4,4 МДж = 50 %

№ 3

A = η * Q₁ / 100 % = 20 % * 5,4 МДж / 100 % = 1,08 МДж

N = A / t = 1,08*10⁶ Дж / 900 с = 1200 Вт = 1,2 кВт

Answer 2

Для решения этих задач, давайте воспользуемся формулой КПД (КПД - Коэффициент полезного действия) для различных тепловых двигателей.

1. КПД ДВС (Двигатель внутреннего сгорания): КПД (η) = Механическая работа / Теплота, выделившаяся при полном сгорании топлива

Из условия задачи Механическая работа = 1/3 * Теплота, выделившаяся при полном сгорании топлива

Подставим это в формулу КПД: КПД (η) = (1/3 * Теплота) / Теплота КПД (η) = 1/3

Ответ: КПД ДВС составляет 1/3 или около 0.3333.

2. КПД газовой турбины: КПД (η) = Механическая работа / Теплота, выделившаяся при сгорании топлива

Механическая работа = 2,2 МДж Теплота, выделившаяся при сгорании 100 г природного газа = 100 г * (44 МДж/кг) = 4,4 МДж

Подставим значения в формулу КПД: КПД (η) = 2,2 МДж / 4,4 МДж КПД (η) = 0,5

КПД газовой турбины составляет 0,5 или 50%.

3. Мощность теплового двигателя: Мощность (P) = КПД * Выделившаяся теплота

Выделившаяся теплота за 15 минут работы = 5,4 МДж

КПД = 20% = 0,2

Подставим значения в формулу мощности: Мощность (P) = 0,2 * 5,4 МДж Мощность (P) = 1,08 МДж

Ответ: Мощность двигателя составляет 1,08 МДж или 1080 кДж.