Question

ККД тепловоза 28%, потужність 3 МВт. Скільки нафти витрачає тепловоз за 1 год роботи, якщо питома теплота згоряння нафти 4,5 10^7(десять в сьомій степені) Дж/кг?

Answer 1

Дано:

- ККД (коефіцієнт корисної дії) тепловоза - 28% (або 0,28 в десятковому форматі)

- Потужність тепловоза - 3 МВт (або 3*10^6 Вт)

- Питома теплота згоряння нафти - 4,5*10^7 Дж/кг

Знайти: кількість нафти, яку витрачає тепловоз за 1 годину роботи.

Розв'язок:

1. Обчислимо загальну кількість енергії, яку витрачає тепловоз за годину. За формулою E=P*t, де P - потужність (Вт), t - час (с), отримаємо E = 3*10^6 Вт * 3600 с = 1.08*10^10 Дж.

2. Тепер визначимо, скільки нафти потрібно для отримання цієї кількості енергії. ККД тепловоза становить 28%, що означає, що лише 28% енергії, отриманої від нафти, використовується ефективно. Тому, щоб отримати 1.08*10^10 Дж, потрібно згоріти нафти на суму 1.08*10^10 Дж / 0.28 = 3.857*10^10 Дж.

3. Знаючи питому теплоту згоряння нафти, ми можемо визначити, скільки кг нафти потрібно згоріти для отримання цієї кількості енергії. За формулою Q=m*c, де Q - кількість теплоти (Дж), m - маса (кг), c - питома теплота згоряння (Дж/кг), отримаємо m = Q/c = 3.857*10^10 Дж / 4.5*10^7 Дж/кг = 857.11 кг.

Висновок: Тепловоз витрачає приблизно 857 кг нафти за 1 годину роботи.

Answer 2

Щоб знайти кількість нафти, яку витрачає тепловоз за 1 годину роботи, потрібно використовувати такий розрахунок:

Кількість нафти (в кілограмах) = Потужність (в ватах) / (ККД * Питома теплота згоряння)

Дані:

Потужність тепловоза = 3 МВт = 3 * 10^6 ват

ККД тепловоза = 28% = 0.28 (виразимо у десятковому вигляді)

Питома теплота згоряння нафти = 4.5 * 10^7 Дж/кг

Підставимо ці значення у формулу:

Кількість нафти = (3 * 10^6 Вт) / (0.28 * 4.5 * 10^7 Дж/кг)

Розрахуємо вираз у дужках:

0.28 * 4.5 * 10^7 = 1.26 * 10^7 Дж/кг

Тепер підставимо це значення в формулу:

Кількість нафти = (3 * 10^6 Вт) / (1.26 * 10^7 Дж/кг)

Тепер поділимо вати на джоулі (1 Вт = 1 Дж/с):

Кількість нафти = (3 * 10^6 Дж/с) / (1.26 * 10^7 Дж/кг)

Зразу помітимо, що одиниці Дж скасовуються:

Кількість нафти = (3 / 1.26) * (10^6 / 10^7) кг

Розрахунок значення у дужках:

3 / 1.26 = 2.38 (округлимо до двох знаків)

10^6 / 10^7 = 0.1

Тепер помножимо ці два значення:

Кількість нафти = 2.38 * 0.1 кг

Кількість нафти = 0.238 кг

Отже, тепловоз витрачає 0.238 кілограма нафти за 1 годину роботи.