Яка є середня швидкість руху автомобіля, якщо при проїзді відстані 1200 км двигун, що працює на дизельному паливі з витратою 1 тонни, має ККД 35% і потужність 90 кВт (q = 42 * 10^6 Дж/кг)?
Космос
Чтобы найти среднюю скорость движения автомобиля, нам нужно знать время, затраченное на проезд расстояния 1200 км. Для этого мы сначала найдем энергию, используемую автомобилем, а затем разделим ее на количество работы, выполненной двигателем.
Для начала, найдем работу, выполненную двигателем. Работа можно выразить через потребляемую энергию и КПД двигателя:
\[ \text{Работа} = \text{Энергия} \times \text{КПД} \]
Мы знаем потребление дизельного топлива в 1 тонне и его энергетическую плотность. Для простоты расчетов, предположим, что весь объем топлива сгорает и используется полностью двигателем. Тогда энергия, получаемая от сгорания 1 тонны дизельного топлива, равна:
\[ \text{Энергия} = \text{Энергетическая плотность} \times \text{Масса топлива} \]
Масса 1 тонны составляет 1000 кг.
Теперь мы можем найти работу, выполненную двигателем:
\[ \text{Работа} = ( \text{Энергетическая плотность} \times \text{Масса топлива}) \times \text{КПД} \]
\[ \text{Работа} = (42 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \times 1000 \, \text{кг}) \times 0.35 \]
\[ \text{Работа} = 42 \times 10^9 \, \text{Дж} \]
Средняя скорость автомобиля можно найти, разделив расстояние на время:
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{\text{Расстояние}}{\text{Время}} \]
Мы знаем, что расстояние составляет 1200 км. Чтобы найти время, мы можем использовать формулу:
\[ \text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Расстояние} = \text{Мощность} \times \text{Время} \]
Мощность двигателя равна 90 кВт.
Теперь мы можем выразить время через работу и мощность:
\[ \text{Время} = \frac{\text{Работа}}{\text{Мощность}} \]
\[ \text{Время} = \frac{42 \times 10^9 \, \text{Дж}}{90 \times 10^3 \, \text{Вт}} \]
\[ \text{Время} = \frac{42}{90} \times 10^6 \, \text{сек} \]
\[ \text{Время} \approx 466 \, \text{сек} \]
Наконец, мы можем найти среднюю скорость:
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{\text{Расстояние}}{\text{Время}} \]
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{1200 \, \text{км}}{466 \, \text{сек}} \]
Если вы хотите перевести время в минуты, вы можете умножить на 60:
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{1200 \, \text{км}}{466 \, \text{сек}} \times \frac{60 \, \text{сек}}{1 \, \text{мин}} \]
\[ \text{Средняя скорость} \approx 155,36 \, \text{км/мин} \]
Итак, средняя скорость движения автомобиля равна примерно 155,36 км/мин.
Для начала, найдем работу, выполненную двигателем. Работа можно выразить через потребляемую энергию и КПД двигателя:
\[ \text{Работа} = \text{Энергия} \times \text{КПД} \]
Мы знаем потребление дизельного топлива в 1 тонне и его энергетическую плотность. Для простоты расчетов, предположим, что весь объем топлива сгорает и используется полностью двигателем. Тогда энергия, получаемая от сгорания 1 тонны дизельного топлива, равна:
\[ \text{Энергия} = \text{Энергетическая плотность} \times \text{Масса топлива} \]
Масса 1 тонны составляет 1000 кг.
Теперь мы можем найти работу, выполненную двигателем:
\[ \text{Работа} = ( \text{Энергетическая плотность} \times \text{Масса топлива}) \times \text{КПД} \]
\[ \text{Работа} = (42 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \times 1000 \, \text{кг}) \times 0.35 \]
\[ \text{Работа} = 42 \times 10^9 \, \text{Дж} \]
Средняя скорость автомобиля можно найти, разделив расстояние на время:
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{\text{Расстояние}}{\text{Время}} \]
Мы знаем, что расстояние составляет 1200 км. Чтобы найти время, мы можем использовать формулу:
\[ \text{Работа} = \text{Сила} \times \text{Расстояние} = \text{Мощность} \times \text{Время} \]
Мощность двигателя равна 90 кВт.
Теперь мы можем выразить время через работу и мощность:
\[ \text{Время} = \frac{\text{Работа}}{\text{Мощность}} \]
\[ \text{Время} = \frac{42 \times 10^9 \, \text{Дж}}{90 \times 10^3 \, \text{Вт}} \]
\[ \text{Время} = \frac{42}{90} \times 10^6 \, \text{сек} \]
\[ \text{Время} \approx 466 \, \text{сек} \]
Наконец, мы можем найти среднюю скорость:
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{\text{Расстояние}}{\text{Время}} \]
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{1200 \, \text{км}}{466 \, \text{сек}} \]
Если вы хотите перевести время в минуты, вы можете умножить на 60:
\[ \text{Средняя скорость} = \frac{1200 \, \text{км}}{466 \, \text{сек}} \times \frac{60 \, \text{сек}}{1 \, \text{мин}} \]
\[ \text{Средняя скорость} \approx 155,36 \, \text{км/мин} \]
Итак, средняя скорость движения автомобиля равна примерно 155,36 км/мин.
Знаешь ответ?