мощность двигателя автомобиля равна 60 л.с сколько бензина он расходует на 100 км, при... - Все ответы

270 просмотров

мощность двигателя автомобиля равна 60 л.с сколько бензина он расходует на 100 км, при скорости движения 72 км/ч если температура газов в цилиндре равна 1300 к, а температура охлаждающей жидкости 365 к.(удельная теплота сгорания бензина 4.6*10^7 дж/кг)

пожалуйста, помогите решить!

Физика Ilhamiya_zn (12 баллов) 06 Фев, 18 | 270 просмотров

Дан 1 ответ

Дано: $N=60*735=44100$ Вт

1 лошадиная сила примерно равна 735 Ватт

$T_{1}=1300$ K - температура нагревателя

$T_{2}=365$ K - температура холодильника

$q=4,6*10^{7}$ Дж/кг

$V=72*\frac{1000}{3600}=20$ м/с

$S=100*1000=10^{5}$ м

Тогда время $t$ , за которое автомобиль преодолеет расстояние $S$ со скоростью $V$ будет равно

$t=\frac{S}{V}S=\frac{10^{5}}{20}=5000$ с

Найти массу $M$ бензина, расходуемого двигателем за время $t$ ?

Решение. Найдем сколько времени $\Delta t$ требуется двигателю на один цикл его работы. Будем считать, что двигатель является тепловой машиной, работающей по циклу Карно. Тогда КПД цикла будет равно:

$\eta=1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$ ------(1)

C другой стороны КПД из его определения равно:

$\eta=\frac{A}{Q}=\frac{A}{q*\Delta m}$ ------(2)

Левые части (1) и (2), поэтому равны их правые части

$\frac{A}{q*\Delta m}=1-\frac{T_{2}}{T_{1}}$ , отсюда выразим работу $A$ за один цикл

$A=q*\Delta m*\frac{(T_{1}-T_{2})}{T_{1}}$ ------(3)

где $\Delta m$ - масса бензина, сгораемая за время $\Delta t$ (один цикл)

Из пропорции $\frac{\Delta m}{\Delta t}=\frac{M}{t}$ , отсюда

$\Delta m=\frac{\Delta t}{t}*M$ ---------(4)

Подставим в (3) вместо $\Delta m$ выражение (4), получим

$A=q*M*\frac{(T_{1}-T_{2})*\Delta t}{T_{1}*t}$ ------(5)

C другой стороны работу $A$ можно найти через мощность

$A=N*\Delta t$ ----------(6)

Левые части (5) и (6) равны, поэтому равны их правые части:

$q*M*\frac{(T_{1}-T_{2})*\Delta t}{T_{1}*t}=N*\Delta t$ , сокращая на $\Delta t$ , получим

$M=\frac{T_{1}*t*N}{(T_{1}-T_{2})*q}$ --------(7)

(7) - расчетная формула для $M$

Расчет $M$ :

$M=\frac{1300*5000*44100}{(1300-365)*4,6*10^{7}}\approx6,7$ кг

Geometr_zn (378 баллов) 06 Фев, 18