Решение: КПД двигателя автомобиля
Полезная мощность двигателя автомобиля составляет $46\ \text{кВт}$. Каков КПД двигателя, если при средней скорости $100\ \text{км/ч}$ он потребляет $10\ \text{кг}$ бензина на $100\ \text{км}$ пути?
Решение по шагам
5 шаговОпределим время движения автомобиля на участке длиной $100\ \text{км}$:
$$t=\frac{s}{v}=\frac{100\ \text{км}}{100\ \text{км/ч}}=1\ \text{ч}=3600\ \text{с}$$Найдём полезную работу двигателя за это время:
$$A_\text{пол}=Pt=46\cdot10^3\ \text{Вт}\cdot3600\ \text{с}=1{,}656\cdot10^8\ \text{Дж}=165{,}6\ \text{МДж}$$Количество теплоты, выделившееся при сгорании бензина, равно:
$$Q=qm=46\ \text{МДж/кг}\cdot10\ \text{кг}=460\ \text{МДж}$$Вычислим КПД двигателя:
$$\eta=\frac{A_\text{пол}}{Q}=\frac{165{,}6}{460}\approx0{,}36$$Переведём КПД в проценты:
$$\eta\approx36\%$$КПД двигателя составляет примерно $36\%$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не переводят время движения из часов в секунды при использовании мощности в ваттах.
Путают полезную работу с количеством теплоты, выделившимся при сгорании топлива.
Забывают умножить КПД, выраженный десятичной дробью, на $100\%$.