Question

Семья собирается купить автомобиль. Продавец сообщил характеристики автомобиля: мощность автомобильного двигателя 44 кВт; при скорости 100 км/ч он потребляет 14 л бензина на 100 км пути. Каков КПД этого двигателя, стоит ли покупать этот автомобиль?

Answer 1

Η=A полезная/ A полная

A полная= 44`000 Вт* (100 км/ч / 100 км)= 44000* 1ч= 44`000 Вт* 3`600с= 158`400`000 Дж   .

A полезная= F*s= m*g*s= ρ*V*g*s= 750 кг/м³ *0.014 м³*10 Н/кг* 100`000 м= 10`500`000 Дж   .
η= 10`500`000/158`400`000= 6%

Answer 2

Чтобы определить КПД (коэффициент полезного действия) двигателя, нам нужно знать, сколько мощности двигателя используется для преодоления сопротивления воздуха и других факторов при движении автомобиля со скоростью 100 км/ч.

Мощность, которую автомобильный двигатель развивает, составляет 44 кВт. Однако для определения КПД нам также понадобится знать количество энергии, которое он использует при данной скорости.

Для этого используем информацию о расходе топлива: 14 л бензина на 100 км пути при скорости 100 км/ч. Бензин содержит энергию, которая измеряется в джоулях или киловатт-часах.

Сначала определим, сколько энергии содержится в 1 литре бензина. Для этого нам понадобится знать энергетическую плотность бензина. Обычно она составляет около 31 536 000 джоулей на литр бензина.

Теперь рассчитаем, сколько энергии (в джоулях) требуется на 100 км пути при данном расходе топлива:

100 км * 14 л * 31 536 000 Дж/л = 44 145 600 000 Дж

Теперь мы знаем, что на 100 км пути при скорости 100 км/ч требуется 44 145 600 000 джоулей энергии из бензина. Теперь можем рассчитать КПД:

КПД = (Выходная мощность / Входная мощность) * 100%

Выходная мощность (мощность, используемая для движения) - это мощность двигателя, которая равна 44 кВт. Входная мощность (мощность, которую мы получаем из бензина) - это количество энергии, которое мы рассчитали выше.

КПД = (44 кВт / 44 145 600 000 Дж) * 100% = 0.0000995%

Этот КПД крайне низкий, что означает, что очень малая часть энергии, полученной из бензина, используется для движения автомобиля. Судя по этим данным, этот автомобиль неэффективен с точки зрения энергопотребления, и, возможно, стоит рассмотреть более экономичные варианты.