Двигатель автомобиля расходует 400 г бензина на 1 км пути, его КПД равен 20% при скорости движения 54 км/ч. 1. Какое количество теплоты выделяется при сгорании бензина, расходуемого на 1...

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Прежде чем рассчитать количество выделяющейся теплоты при сгорании бензина, расходуемого на 1 км пути, мы должны рассчитать потребляемую мощность двигателя.

Для этого воспользуемся формулой для потребляемой мощности:

P = F * v / η,

где P - потребляемая мощность, F - сила сопротивления движению, v - скорость движения, η - КПД двигателя.

Сначала рассчитаем силу сопротивления движению:

F = m * g + Fс,

где m - масса автомобиля, g - ускорение свободного падения, Fс - сила сопротивления качению.

Для удобства расчетов примем ускорение свободного падения g = 10 м/c^2.

Поскольку скорость движения равна 54 км/ч, переведем ее в м/с:

v = 54 * 1000 / 3600 = 15 м/c.

Подставляем значения:

v = 15 м/c,
g = 10 м/c^2.

Далее нужно найти значение Fс:

Fс = m * a,

где m - масса автомобиля, a - ускорение.

Для скорости равной 54 км/ч ускорение примем равным нулю. Подставляем значения:

a = 0 м/c^2.

Значит, Fс = 0.

Теперь можно найти силу сопротивления движению:

F = m g = m 10 Н.

Теперь можем рассчитать потребляемую мощность:

P = F v / η = m 10 * 15 / 0.2 = 750m Вт.

Теперь можем рассчитать количество теплоты, выделяемое при сгорании 400 г бензина на 1 км пути. Для этого воспользуемся формулой:

Q = P * t,

где Q - количество теплоты, выделяемое при сгорании бензина за время t.

Так как мы рассматриваем расход бензина на 1 км пути, примем время t = 1 час (при скорости 54 км/ч).

Поскольку КПД двигателя равен 20%, то потребляемая мощность равна 80% от общей мощности, т.е. 750m * 0.8 = 600m Вт.

Теперь осталось найти количество теплоты:

Q = 600m * 3600 с = 2160000m Дж.

Таким образом, количество теплоты, выделяемое при сгорании 400 г бензина на 1 км пути, равно 2160000m Дж.