Question

1. Сколько природного газа необходимо сжечь для совершения полезной работы 110 кДж, если КПД двигателя 25%? Ответ должен получиться в граммах

Answer 1

 Дано
A=110 кДж =110000 Дж  полезная работа
КПД =25% =0.25q=33.
5*10^6 Дж/кг=33500000 Дж/кг -удельная теплота сгорания природного газа
p=0.73 кг/м3  плотность природного газа----------------------------сколько природного газа найти  Vполная энергия  от сжигания газа  Q = A / КПД = 110000 Дж /0.25 =440000 Дж
Q=mq=V*p*qV=Q/(p*q)= 440000  / (0.73 * 33500000) =0.018 м3 =18л
Ответ 18л  или 0.018 м3

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу эффективности (КПД) и теплового эквивалента газа. Энергетический эквивалент природного газа обычно выражается в метановых эквивалентах (1 м³ метана = 55 МДж).

КПД (Коэффициент полезного действия) определяется как отношение полезной работы к внесенной тепловой энергии:

\[ КПД = \frac{Полезная\;работа}{Внесенная\;тепловая\;энергия} \]

В данном случае КПД равно 25% или 0,25. Тепловая энергия, внесенная в систему, равна полезной работе, деленной на КПД:

\[ Внесенная\;тепловая\;энергия = \frac{Полезная\;работа}{КПД} \]

Теперь мы можем подставить значения:

\[ Внесенная\;тепловая\;энергия = \frac{110\;кДж}{0,25} = 440\;кДж \]

Теперь преобразуем это значение в граммы метана, зная, что 1 м³ метана содержит 55 МДж:

\[ 440\;кДж = \frac{440\;кДж}{55\;МДж/м^3} = 8\;м^3 \]

Теперь, зная, что в 1 м³ метана примерно 0,717 кг (717 г) метана (плотность метана при нормальных условиях), мы можем вычислить количество газа:

\[ 8\;м^3 \times 0,717\;кг/м^3 = 5,736\;кг \]

Итак, приблизительно 5,736 кг природного газа необходимо сжечь для совершения полезной работы 110 кДж при КПД двигателя 25%.