Сколько воды потребуется, чтобы охладить цилиндр внутреннего сгорания двигателя, если мощность цилиндра составляет 73,5

Чтобы определить количество воды, необходимой для охлаждения цилиндра внутреннего сгорания двигателя, мы должны рассчитать количество теплоты, которое нужно отвести от двигателя, а затем использовать эту информацию для определения массы воды.

Для начала, нам следует найти количество теплоты, выделяющейся в цилиндре двигателя. Мы можем это сделать, используя следующую формулу:

\[Q = P \cdot \eta\]

где \(Q\) - количество выделяющейся теплоты, \(P\) - мощность цилиндра внутреннего сгорания двигателя (в ваттах), а \(\eta\) - КПД (коэффициент полезного действия) двигателя.

В нашем случае мощность цилиндра составляет 73,5 кВт, что равно 73,500 ваттам, а КПД двигателя равен 0,38. Подставив эти значения в формулу, получим:

\[Q = 73,500 \, \text{Вт} \cdot 0,38\]

Рассчитаем значение \(Q\):

\[Q = 27,915 \, \text{Вт}\]

Теперь нам нужно найти потери теплоты с охлаждающей водой в тепловом балансе двигателя, учитывая относительные потери теплоты (\(\text{п} = 0,28\)). Это можно сделать, используя следующую формулу:

\[Q_{\text{пот}} = \text{п} \cdot Q\]

где \(Q_{\text{пот}}\) - потери теплоты с охлаждающей водой.

Подставим значения:

\[Q_{\text{пот}} = 0,28 \cdot 27,915 \, \text{Вт}\]

Рассчитаем значение \(Q_{\text{пот}}\):

\[Q_{\text{пот}} = 7,796 \, \text{Вт}\]

Теперь мы можем перейти к определению количества воды, необходимого для охлаждения цилиндра. Для этого нам нужно рассчитать изменение теплоты воды, используя следующую формулу:

\[Q_{\text{воды}} = m \cdot c \cdot \Delta T\]

где \(Q_{\text{воды}}\) - изменение теплоты воды, \(m\) - масса воды, \(c\) - теплоемкость воды (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), \(\Delta T\) - изменение температуры воды.

В нашем случае теплоемкость воды составляет 4,186 кДж/кг*К, что равно 4,186 Дж/г*С (поскольку 1 кг = 1000 г). Температура входной охлаждающей воды составляет 15 градусов, а температура выходной - 60 градусов. Переведем теплоемкость воды в джоули на грамм на градус Цельсия:

\[c = 4,186 \, \text{Дж/г*С} \cdot 1000\]

Рассчитаем значение \(c\):

\[c = 4,186,000 \, \text{дж/г*С}\]

Теперь мы можем подставить значения в формулу и найти массу воды:

\[Q_{\text{воды}} = m \cdot 4,186,000 \, \text{дж/г*С} \cdot (60 - 15) \, \text{градусов}\]

Рассчитаем значение \(Q_{\text{воды}}\):

\[Q_{\text{воды}} = 250,350,000 \, \text{дж}\]

Теперь у нас есть значение изменения теплоты воды, и мы можем найти массу воды, используя следующую формулу:

\[m = \frac{{Q_{\text{воды}}}}{{c \cdot \Delta T}}\]

Подставим значения:

\[m = \frac{{250,350,000 \, \text{дж}}}{{4,186,000 \, \text{дж/г*С} \cdot (60 - 15) \, \text{градусов}}}\]

Рассчитаем значение \(m\):

\[m \approx 1,442.7 \, \text{г}\]

Итак, чтобы охладить цилиндр внутреннего сгорания двигателя, нам потребуется около 1442.7 г воды.