Question

В двигателе внутреннего сгорания было израсходовано 0,5 кг горючего, теплота сгорания которого 46·10^6 Дж/кг при этом двигатель совершил 7·10^6 Дж полезной работы. Каков его КПД?

Answer 1

Формула определения КПД:
КПД = (Qпол/Qзат)×100%.
Подставляем: Qпол=7000000 Дж
Qзат=46000000 Дж
КПД = (Qпол/Qзат)×100% = 15,21%

Answer 2

КПД двигателя внутреннего сгорания — это отношение полезной работы, совершенной двигателем, к затраченной энергии топлива. Для расчета КПД необходимо знать, сколько энергии выделяется при сгорании единицы массы топлива и сколько работы производит двигатель за один цикл. В данном случае, энергия сгорания топлива равна $$E = m \cdot Q = 0,5 \cdot 46 \cdot 10^6 = 23 \cdot 10^6 \text{ Дж}$$, где $m$ — масса топлива, $Q$ — теплота сгорания топлива. Полезная работа двигателя равна $$A = 7 \cdot 10^6 \text{ Дж}$$, по условию задачи. Тогда КПД двигателя равен $$\eta = \frac{A}{E} = \frac{7 \cdot 10^6}{23 \cdot 10^6} \approx 0,304$$, или около 30,4 %. Это значение соответствует среднему КПД бензинового двигателя с искровым зажиганием . Дизельные двигатели имеют более высокий КПД, до 40 %, за счет более высокого давления сгорания и более эффективного использования теплоты . Для повышения КПД двигателей внутреннего сгорания используют различные технологии, такие как турбонаддув, изменяемые фазы газораспределения, роторно-поршневая схема и другие .