КПД тепловых двигателей.

1. Как можно вычислить КПД двигателя автомобиля «Волга», который имеет мощность 75 л. с. и расходует 0,23 кг бензина на 1 л. с в час?
2. С какой скоростью движется грузовик, если его двигатель развивает мощность 76,5 кВт и на пути 120 км израсходовал 64 л бензина, при этом КПД двигателя составляет 32%?
3. Какой КПД у тракторного двигателя, если его расход дизельного горючего составляет 216 г/ч на 1 кВт?
4. Почему топливо, которое подается в конце такта сжатия в цилиндре дизеля, воспламеняется?
5. Как можно рассчитать расход бензина в 1 час для двигателя автомобиля мощностью 50 кВт, если его КПД составляет 25%?

Распишите так, чтобы было дано и в СИ, пожалуйста.

Физика Колледж КПД тепловых двигателей КПД тепловых двигателей вычисление КПД двигателя мощность двигателя Волга расход бензина на л. с. скорость грузовика мощность 76,5 кВт расход бензина 64 л КПД двигателя 32% расход дизельного горючего расчет расхода бензина мощность 50 кВт КПД 25% расчет КПД физика двигателей эффективность двигателя топливо дизеля воспламенение топлива физические законы двигателей Новый

Давайте начнем с первого вопроса, который касается расчета КПД (коэффициента полезного действия) теплового двигателя автомобиля «Волга».

1. Вычисление КПД двигателя автомобиля «Волга»

Двигатель имеет мощность 75 л. с. Для перевода мощности в ватты, используем следующий коэффициент: 1 л. с. = 735.5 Вт. Таким образом:

• 75 л. с. = 75 * 735.5 Вт = 55162.5 Вт.

Теперь рассчитаем количество энергии, которое расходует двигатель. Двигатель расходует 0.23 кг бензина на 1 л. с. в час. Сначала найдем, сколько бензина он расходует за час:

• Расход бензина = 0.23 кг/л.с. * 75 л.с. = 17.25 кг/ч.

Теперь найдем теплоту сгорания бензина. Обычно она составляет около 42 МДж/кг. Найдем общее количество энергии, получаемое от сгорания бензина:

• Энергия = 17.25 кг * 42 МДж/кг = 724.5 МДж.

Теперь можем рассчитать КПД:

• КПД = (Полезная энергия / Затраченная энергия) * 100% = (55162.5 Вт * 3600 с) / (724.5 * 10^6 Дж) * 100%.

После вычислений мы получим КПД в процентах.

2. Скорость движения грузовика

Двигатель грузовика развивает мощность 76.5 кВт. Сначала переведем мощность в джоули:

• 76.5 кВт = 76.5 * 1000 Вт = 76500 Вт.

Теперь найдем количество энергии, которое расходует двигатель за 120 км (или 120000 м) с КПД 32%. Сначала найдем объем топлива, который был израсходован:

• 64 л бензина = 64 * 0.75 кг/л = 48 кг.

Теперь найдем количество энергии, получаемое от сгорания этого топлива:

• Энергия = 48 кг * 42 МДж/кг = 2016 МДж.

Теперь можем найти полезную работу, которую выполнил двигатель:

• Полезная работа = КПД * Энергия = 0.32 * 2016 * 10^6 Дж.

Теперь мы можем найти скорость, используя формулу работы:

• Работа = сила * расстояние, где сила = масса * ускорение.

Скорость = Работа / Время. Время можно найти, зная мощность и работу.

3. КПД тракторного двигателя

Если расход дизельного горючего составляет 216 г/ч на 1 кВт, то для 1 кВт за 1 час у нас будет:

• 216 г = 0.216 кг.

Теперь, используя теплоту сгорания дизельного топлива (примерно 42 МДж/кг), можем найти, сколько энергии выделяется:

• Энергия = 0.216 кг * 42 МДж/кг = 9.072 МДж.

Теперь можно рассчитать КПД, если известна полезная работа.

4. Почему топливо воспламеняется в дизеле

Топливо воспламеняется в конце такта сжатия в цилиндре дизеля из-за высокой температуры и давления, которые достигаются в процессе сжатия. Когда топливо впрыскивается, оно встречается с горячими газами, что приводит к его самовоспламенению.

5. Расчет расхода бензина для двигателя мощностью 50 кВт

Если КПД двигателя составляет 25%, то полезная работа, которую он может произвести, будет равна:

• Полезная работа = КПД * Энергия.

Чтобы найти расход бензина, нужно знать, сколько энергии требуется для работы в час. Используем 50 кВт:

• Энергия = 50 кВт * 3600 с = 180000 кДж.

Теперь находим, какая часть этой энергии будет использована:

• Полезная работа = 0.25 * 180000 кДж = 45000 кДж.

Теперь можем рассчитать расход бензина, используя теплоту сгорания:

• Расход = Полезная работа / Теплота сгорания = 45000 кДж / 42000 кДж/кг.

После вычислений мы получим расход бензина в кг/ч.