2017-10-29
Автомобиль прошел расстояние 120 км со скоростью 72 км/ч. На этом пути израсходовано 19 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал мотор автомобиля во время пробега, если коэффициент полезного действия равен 25 %?
Решение:
Количество теплоты, выделенной при сгорании бензина во время пробега, находим по формуле
$Q = qm$.
По условию задачи на передвижение автомобиля полезно затрачивается только часть этой теплоты, равная 0,25. Следовательно, использованная теплота
$Q_{1} = \eta qm$.
Механическая работа, затраченная на передвижение автомобиля, будет равна $A = Q_{1} = \eta qm$. С другой стороны, работу, затраченную на перемещение автомобиля, можно найти, перемножив мощность автомобиля на время его пробега:
$A = Nt$.
Следовательно,
$Nt = \eta qm$.
Для определения мощности мотора необходимо знать время пробега. Его можно определить из условия задачи, так как известны путь и средняя скорость:
$t = \frac{s}{v}$.
Подставляя это значение в уравнение, получим
$N \frac{s}{v} = \eta qm$.
Находим мощность мотора $N$:
$N = \frac{ \eta qmv}{s}$.
Подставим в последнюю формулу данные из условия:
$N = \frac{0,25 \cdot 4,6 \cdot 10^{7} дж/кг \cdot 19 кг \cdot 20 м /сек}{1,2 \cdot 10^{5} м} \approx 33 квт (45 л. с.)$.
Полученная величина мощности соответствует средней мощности автомобиля.