Чтобы определить КПД двигателя, необходимо сравнить полезную работу, выполненную двигателем, с общей энергией, полученной от сжигания топлива.
- Определение полезной работы двигателя:
Мощность двигателя ( P = 36 \, \text{кВт} = 36 \times 10^3 \, \text{Вт} ).
Время работы двигателя ( t = 1 \, \text{ч} = 3600 \, \text{с} ).
Полезная работа ( A ), выполненная двигателем, рассчитывается по формуле:
[ A = P \times t. ]
Подставляем известные значения:
[ A = 36 \times 10^3 \, \text{Вт} \times 3600 \, \text{с} = 129600 \times 10^3 \, \text{Дж} = 129.6 \times 10^6 \, \text{Дж}. ]
- Определение общей энергии, выделенной при сгорании топлива:
Масса топлива ( m = 14 \, \text{кг} ).
Удельная теплота сгорания топлива ( q = 46 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} ).
Общая энергия, выделенная при сгорании топлива ( Q ), определяется по формуле:
[ Q = m \times q. ]
Подставляем значения:
[ Q = 14 \, \text{кг} \times 46 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 644 \times 10^6 \, \text{Дж}. ]
- Рассчет КПД двигателя:
КПД ((\eta)) определяется как отношение полезной работы к общей энергии, полученной от топлива, и выражается в процентах:
[ \eta = \left(\frac{A}{Q}\right) \times 100\%.]
Подставляем найденные значения:
[ \eta = \left(\frac{129.6 \times 10^6}{644 \times 10^6}\right) \times 100\% \approx 20.12\%. ]
Таким образом, КПД двигателя составляет примерно 20.12%. Это означает, что около 20.12% энергии, выделенной при сгорании бензина, преобразуется в полезную работу, а остальная часть теряется в виде тепла и других форм энергопотерь.