Какой коэффициент полезного действия (КПД) имеет двигатель мотороллера, если за 1,25 часа в нем сгорело 2,5 кг бензина, и он совершил 2,3×10^7 Дж полезной работы, при удельной теплоте сгорания бензина 4,6×10^7 Дж/кг?
Физика9 классКПД тепловых машинКПД двигателярасчет КПДфизика 9 классполезная работасгорание бензинаудельная теплотамотороллерфизические задачи
Чтобы рассчитать коэффициент полезного действия (КПД) двигателя мотороллера, нам нужно выполнить несколько шагов. КПД определяется как отношение полезной работы, выполненной двигателем, к энергии, затраченной на выполнение этой работы. Формула для КПД выглядит следующим образом:
КПД = (Полезная работа / Затраченная энергия) × 100%Теперь давайте разберем, как найти каждую из составляющих.
Затраченная энергия определяется как произведение массы сгоревшего топлива на его удельную теплоту сгорания. В нашем случае:
Теперь подставим значения в формулу:
Затраченная энергия = m × Q = 2,5 кг × 4,6 × 10^7 Дж/кгВыполним расчет:
Затраченная энергия = 2,5 × 4,6 × 10^7 = 1,15 × 10^8 ДжПолезная работа, выполненная мотороллером, составляет 2,3 × 10^7 Дж.
КПД = (Полезная работа / Затраченная энергия) × 100%
КПД = (2,3 × 10^7 Дж / 1,15 × 10^8 Дж) × 100%Теперь выполним деление:
КПД = (2,3 / 11,5) × 100% ≈ 20%Таким образом, коэффициент полезного действия (КПД) двигателя мотороллера составляет примерно 20%.