Двигатель автомобиля развивает мощность 25 кВт определите кпд двигателя если при скорости 60 км/ч он потребляет 12 л бензина на 100 км пути плотность бензина 700 кг/м3 при сгорании 1 кг бензина выделяется количество теплоты равное 4,5 * 10 в 7 дж

N = 25 кВт = 25000 Вт.

v = 60 км/ч = 16,7 м/с.

V = 12 л = 12 * 10^-3 м³.

S = 100 км = 100 * 10³ м.

m1 = 1 кг.

Q1 = 4,5 * 10⁷ Дж.

ρ = 700 кг/м³.

КПД - ?

Запишем определение для КПД: КПД = Ап * 100 % / Аз, где Ап, Аз - полезная и затраченная механическая работа.

Полезную работу двигателя автомобиля Ап выразим по формуле: Ап = N * t, где N - мощность двигателя, t - время работы двигателя.

Выделившееся при сгорании бензина количество теплоты Q переходит в затраченную работу Аз: Q = Аз.

Выразим количество теплоты Q, которое выделяется при сгорании бензина по формуле: Q = q * m, где q - удельная теплота сгорания бензина, m - масса бензина, который сгорел.

Удельной теплотой сгорания бензина q называется количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 кг бензина. Так как по условию задачи при сгорании 1 кг бензина выделяется Q1 = 4,5 * 10⁷ Дж тепловой энергии это и есть удельная теплота сгорания: q = 4,5 * 10⁷ Дж/кг.

Массу бензина m, который сгорел найдём по формуле: m = ρ * V.

t = S / v.

КПД = N * S * 100 % / q * v * ρ * V.

КПД = 25000 Вт * 100 * 10³ м * 100 % / 4,5 * 10⁷ Дж/кг * 16,7 м/с * 700 кг/м³ * 12 * 10^-3 м³ = 39,6 %.

Ответ: двигатель автомобиля имеет КПД = 39,6 %.