Задание 5 Параграф 89 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение: 5. 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 * 10^7 Дж. *Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания. 10 myakishev10 89-5 1026

Дано

$$P=25\ \text{кВт}=25\cdot10^3\ \text{Вт}$$
$$v=60\ \text{км/ч}$$
$$q=12\ \text{л на }100\ \text{км}$$
$$\rho=700\ \text{кг/м}^3$$
$$Q_1=4{,}5\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$

Ход решения

КПД двигателя:

$$\eta=\frac{A}{Q}$$

Полезная работа двигателя за время движения:

$$A=Pt$$

За путь $s=100\ \text{км}$ время движения:

$$t=\frac{s}{v}=\frac{100}{60}\ \text{ч}=\frac{5}{3}\ \text{ч}=6000\ \text{с}$$

Тогда

$$A=Pt=25\cdot10^3\cdot6000=1{,}5\cdot10^8\ \text{Дж}$$

Объём бензина на пути 100 км:

$$V=12\ \text{л}=12\cdot10^{-3}\ \text{м}^3$$

Масса бензина:

$$m=\rho V=700\cdot12\cdot10^{-3}=8{,}4\ \text{кг}$$

Количество теплоты, полученное при сгорании топлива:

$$Q=mQ_1=8{,}4\cdot4{,}5\cdot10^7=3{,}78\cdot10^8\ \text{Дж}$$

Тогда КПД:

$$\eta=\frac{A}{Q}=\frac{1{,}5\cdot10^8}{3{,}78\cdot10^8}\approx0{,}40$$

$$\eta\approx40\%$$

Ответ

$$40\%$$