1) Какой был КПД реактивного двигателя, если он сжег 3 тонны керосина и совершил полезную работу в 300мДЖ? 2) Какая

1) Чтобы найти КПД реактивного двигателя, мы можем использовать формулу КПД:

$$\text{КПД}=\frac{\text{Полезная работа}}{\text{Затраченная энергия}}$$

В данной задаче у нас есть информация о полезной работе, которую совершил двигатель (300 мДЖ), и затраченной энергии, которая равна энергии, полученной из сжигания керосина.

Затраченная энергия можно рассчитать, зная массу сожженного керосина и его теплоту сгорания. Теплота сгорания керосина составляет приблизительно 43 МДж/кг.

$$\text{Затраченная энергия}=\text{масса керосина}\times \text{теплота сгорания керосина}$$

В данном случае масса керосина, который сгорел, равна 3 тонны, что составляет 3000 кг.

$$\text{Затраченная энергия}=3000\text{кг}\times 43\text{МДж/кг}$$

Остается только подставить значения в формулу КПД:

$$\text{КПД}=\frac{300\text{мДж}}{3000\text{кг}\times 43\text{МДж/кг}}$$

(Вычисления)
Ответ: КПД реактивного двигателя составляет приблизительно 0,232\ (\approx 23,2\%).

2) В этой задаче нам нужно найти полезную работу, которую совершит двигатель, имея КПД 44%, и зная количество сжигаемого бензина.

Полезная работа может быть рассчитана, используя формулу КПД:

$$\text{Полезная работа}=\text{Затраченная энергия}\times \text{КПД}$$

Мы также знаем, что затраченная энергия равна энергии, полученной из сжигания бензина. Теплота сгорания бензина составляет приблизительно 32 МДж/л.

Для того, чтобы найти затраченную энергию, нужно умножить количество сжигаемого бензина на его теплоту сгорания:

$$\text{Затраченная энергия}=\text{количество бензина}\times \text{теплота сгорания бензина}$$

В данном случае количество сжигаемого бензина равно 30 л.

$$\text{Затраченная энергия}=30\text{л}\times 32\text{МДж/л}$$

Остается только подставить значения в формулу КПД для расчета полезной работы:

$$\text{Полезная работа}=30\text{л}\times 32\text{МДж/л}\times 0.44$$

(Вычисления)
Ответ: Двигатель с КПД 44% совершит полезную работу, равную приблизительно 422,4 мДж.

3) Для того чтобы найти скорость Саши, нам нужно знать формулу для расчета скорости и использовать доступные данные.

Формула для расчета скорости:

$$\text{Скорость}=\frac{\text{Расстояние}}{\text{Время}}$$

Мы знаем, что Саша проехала 100 км на машине с мощностью двигателя 50 кВт и израсходовала 17 л бензина.

Мощность двигателя связана с затраченной энергией следующим образом:

$$\text{Мощность}=\frac{\text{Затраченная энергия}}{\text{Время}}$$

Затраченная энергия может быть рассчитана, используя количество израсходованного бензина и его теплоту сгорания, как мы делали в предыдущих задачах.

Мы уже знаем, что количество бензина составляет 17 л.

Затраченная энергия (в МДж) может быть рассчитана, умножив количество бензина (в литрах) на его теплоту сгорания (в МДж/л).

Остается только подставить полученные значения в формулу для расчета скорости:

$$\text{Скорость}=\frac{100\text{км}}{\frac{17\text{л}\times 32\text{МДж/л}}{50\text{кВт}}}$$

(Вычисления)
Ответ: Скорость Саши составляет приблизительно 392,16 км/ч.