Потрібна повна відповідь: дано, знайти... На скорости 90к\ч автомобиль розвивает мощность 30квт, при этом раход топлива составляет 8 л бензина на 100 км пути. Температура газ в цилиндре двигателя равна 1250 К , а температура отрабтанного газа - 450 К.определите ,на сколько процентов КПД двигателя автомобиля меньше КПД идеальной тепловой машины
Ответы
Ответ:
Для решения задачи необходимо вычислить КПД двигателя автомобиля и КПД идеальной тепловой машины и затем найти разницу между ними в процентах.
КПД двигателя автомобиля можно вычислить по формуле:
η = Pout / Pin,
где Pout - выходная мощность, которую можно найти, умножив мощность на скорость:
Pout = 30 кВт * 90 км/ч = 2700 кДж/с
Pin - входная мощность, которую можно выразить через расход топлива:
Pin = Qнд * m / t,
где Qнд - теплота сгорания бензина, которая равна примерно 44 МДж/кг,
m - масса топлива, которое расходуется за единицу времени:
m = (8 л/100 км) * (1 кг/0.75 л) * (90 км/ч) = 9 кг/ч = 2.5 г/с,
t - время, за которое проходит расстояние 1 км при скорости 90 км/ч:
t = 3600 с/90 км * 1000 м/км = 40 с/км.
Таким образом,
Pin = 44 МДж/кг * 2.5 г/с / 40 с/км = 2.75 кВт.
Теперь можем вычислить КПД двигателя:
η = 2700 кДж/с / 2.75 кВт = 0.98.
КПД идеальной тепловой машины можно вычислить по формуле Карно:
η_ид = 1 - Tн / То,
где Tн - температура нагрева, То - температура охлаждения. Температуры следует выразить в абсолютных единицах, то есть в Кельвинах:
Tн = 1250 К + 273,15 К = 1523,15 К,
То = 450 К + 273,15 К = 723,15 К.
Тогда
η_ид = 1 - 1523,15 К / 723,15 К ≈ 0.527.
Наконец, можем вычислить разницу между КПД двигателя и КПД идеальной тепловой машины:
Δη = η_ид - η = 0.527 - 0.98 ≈ -0.453.
Ответ: КПД двигателя автомобиля меньше КПД идеальной тепловой машины на 45.3%
Объяснение: