Яке є ККД двигуна, якщо трактор працював 8 годин і спожив 290 кілограмів дизельного палива при потужності 142 кВт?

Чтобы найти ККД (коэффициент полезного действия) двигателя, мы должны знать, сколько энергии получено от двигателя и сколько энергии было затрачено на выполнение работы. Формула для расчета ККД следующая:

\[ККД = \frac{Э_{полезная}}{Э_{затраченная}} \times 100\%\]

где \(Э_{полезная}\) - полезная энергия, полученная от двигателя, и \(Э_{затраченная}\) - энергия, затраченная на работу двигателя.

Поскольку мы знаем потребление дизельного топлива двигателем, мы можем использовать его, чтобы определить затраченную энергию на работу. Однако нам нужно знать массу топлива, которое было превращено в полезную энергию.

Для расчета количества топлива, которое было превращено в энергию, мы используем следующую формулу:

\[Э_{затраченная} = м_{топлива} \times Q_{топлива}\]

где \(м_{топлива}\) - масса потребленного топлива, а \(Q_{топлива}\) - теплота сгорания топлива.

Теплота сгорания дизельного топлива составляет примерно 42,7 МДж/кг. Теперь мы можем подставить данную информацию в формулу:

\[Э_{затраченная} = 290 \, \text{кг} \times 42,7 \, \text{МДж/кг}\]

Вычислив это значение, получим \(Э_{затраченная} \approx 12383 \, \text{МДж}\).

Теперь нам нужно определить полезную энергию, полученную от двигателя. Для этого мы используем формулу:

\[Э_{полезная} = P_{двигателя} \times t\]

где \(P_{двигателя}\) - мощность двигателя, а \(t\) - время работы двигателя.

Мы знаем, что мощность двигателя составляет 142 кВт, а время работы - 8 часов. Подставим эти значения в формулу:

\[Э_{полезная} = 142 \, \text{кВт} \times 8 \, \text{ч} \times 3,6 \, \text{с} = 40896 \, \text{кДж}\]

Теперь мы можем вычислить ККД, используя найденные значения энергии:

\[ККД = \frac{40896 \, \text{кДж}}{12383 \, \text{МДж}} \times 100\% \approx 0,33\% \]

Таким образом, ККД этого двигателя составляет примерно 33%. Это значит, что только 33% энергии, затраченной на работу двигателя, было превращено в полезную энергию, а остальная часть была потеряна.