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: