Каков максимальный КПД двигателя, работающего на смеси кислорода с водородом, если в камере сгорания, где образуются горячие водяные пары при давлении 8,32×107 па и массе паров воды 180 г, объем составляет 0,002 м3, а температура отработанных паров равна 1000 К?
Chereshnya_4592
Для решения данной задачи мы можем воспользоваться формулой КПД (Коэффициент полезного действия) для двигателя:
\[
\eta = \frac{{\text{{работа}}}}{{\text{{полученная энергия топлива}}}}
\]
Мы можем найти работу с помощью следующей формулы:
\[
\text{{работа}} = P \cdot V
\]
где P - давление воздушной смеси в камере сгорания, V - объем камеры сгорания.
Вычислим работу двигателя:
\[
\text{{работа}} = 8,32 \times 10^7 \, \text{{Па}} \times 0,002 \, \text{{м}}^3
\]
\[
\text{{работа}} = 166400 \, \text{{Дж}}
\]
Затем мы должны найти полученную энергию топлива. Для этого воспользуемся формулой:
\[
\text{{полученная энергия топлива}} = m \cdot c \cdot \Delta T
\]
где m - масса паров воды, c - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - разница температур.
Удельная теплоемкость воды составляет около 4186 Дж/(кг·К).
Вычислим полученную энергию топлива:
\[
\text{{полученная энергия топлива}} = 0.18 \, \text{{кг}} \cdot 4186 \, \text{{Дж/(кг·К)}} \cdot (1000 - 100) \, \text{{К}}
\]
\[
\text{{полученная энергия топлива}} = 654960 \, \text{{Дж}}
\]
Теперь подставим значения в формулу КПД:
\[
\eta = \frac{{166400 \, \text{{Дж}}}}{{654960 \, \text{{Дж}}}} \approx 0.254
\]
Таким образом, максимальный КПД двигателя, работающего на смеси кислорода с водородом, составляет примерно 0.254 или 25.4%.
\[
\eta = \frac{{\text{{работа}}}}{{\text{{полученная энергия топлива}}}}
\]
Мы можем найти работу с помощью следующей формулы:
\[
\text{{работа}} = P \cdot V
\]
где P - давление воздушной смеси в камере сгорания, V - объем камеры сгорания.
Вычислим работу двигателя:
\[
\text{{работа}} = 8,32 \times 10^7 \, \text{{Па}} \times 0,002 \, \text{{м}}^3
\]
\[
\text{{работа}} = 166400 \, \text{{Дж}}
\]
Затем мы должны найти полученную энергию топлива. Для этого воспользуемся формулой:
\[
\text{{полученная энергия топлива}} = m \cdot c \cdot \Delta T
\]
где m - масса паров воды, c - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - разница температур.
Удельная теплоемкость воды составляет около 4186 Дж/(кг·К).
Вычислим полученную энергию топлива:
\[
\text{{полученная энергия топлива}} = 0.18 \, \text{{кг}} \cdot 4186 \, \text{{Дж/(кг·К)}} \cdot (1000 - 100) \, \text{{К}}
\]
\[
\text{{полученная энергия топлива}} = 654960 \, \text{{Дж}}
\]
Теперь подставим значения в формулу КПД:
\[
\eta = \frac{{166400 \, \text{{Дж}}}}{{654960 \, \text{{Дж}}}} \approx 0.254
\]
Таким образом, максимальный КПД двигателя, работающего на смеси кислорода с водородом, составляет примерно 0.254 или 25.4%.
Знаешь ответ?