Температура газів, що утворюються при згорянні палива в циліндрах двигуна автомобіля, 800 °С. Температура вихлопних газів 80 °С. Витрата бензину на 100 км шляху при швидкості 90 км/год дорівнює 10 л. Яку потужність міг би розвинути двигун, якби він був ідеальною тепловою машиною, що працює з максимально можливим коефіцієнтом корисної дії?
Answers & Comments
Verified answer
Дано:
t₁ = 800⁰C T₁ = 273 + 800 = 1073 К
t₂ = 80⁰C T₁ = 273 + 80 = 353 К
S = 100 км = 100 000 м
v = 90 км/ч = 25 м/с
V = 10 л = 10·10⁻³ м³
ρ = 700 кг/м³ - плотность бензина
q = 46,2·10⁶ Дж/кг - теплота сгорания бензина
_____________
N - ?
1)
Максимальный КПД:
η = (T₁ - T₂) / T₁ = (1073 - 353) / 1073 ≈ 0,67
2)
Время движения автомобиля:
t = S / v = 100000 / 25 = 4 000 с
3)
Масса сгоревшего бензина:
m = ρ·V = 700·10·10⁻³ = 7 кг
4)
Количество теплоты при сгорании бензина:
Q = q·m = 46,2·10⁶·7 ≈ 3,2·10⁸ Дж
5)
Мощность автомобиля при 100% КПД
N₀ = Q/t = 3,2·10⁸ / 4000 ≈ 81 кВт
6)
Реальная мощность:
N =η· N₀ = 0,67·81 ≈ 54 кВт