Задачи › Тепловые двигатели, КПД, цикл Карно

КПД «Камаза» и цикл Дизеля

  1. КПД «Камаза» и цикл Дизеля

    МОШ 2009/10, 10 кл.
    8/10

    Автомобиль «Камаз» проехал из Санкт-Петербурга в Москву за время \(t = 16\) часов, пройдя по дороге 720 км и истратив объем \(V = 200\) л дизельного топлива. Движительная установка автомобиля состоит из дизельного двигателя внутреннего сгорания, трансмиссии и шасси.

    Найдите КПД (эффективность) автомобиля и его среднюю механическую мощность на всем пути, считая, что механические потери в трансмиссии и шасси составляют \(\alpha = 5\%\), а двигатель работает по циклу Дизеля, рабочим телом которого является идеальный трехатомный газ (теплоемкость одного моля такого газа в изохорном процессе равна \(C_V = 3R\)). Цикл Дизеля состоит из четырёх процессов: адиабатного сжатия рабочего тела, изобарного подвода теплоты к рабочему телу, адиабатного расширения рабочего тела и его изохорного охлаждения, в конце которого осуществляется выпуск продуктов сгорания топлива в атмосферу. Удельная теплота сгорания дизельного топлива \(q = 42\) МДж/кг, а его плотность \(\rho = 0{,}82\) кг/л. Максимальный объём камеры сгорания – 6000 мл, минимальный – 375 мл, максимальный объём в изобарном процессе – 1500 мл, максимальное давление – 40 атм, максимальное давление при изохорном охлаждении – 6 атм.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Выразите КПД цикла через отношение отданного и полученного тепла, использовав \(C_V = 3R\) и то, что точки 1 и 4 лежат на одной изохоре, а 2 и 3 на одной изобаре. Затем учтите потери в трансмиссии и теплоту сгорания топлива.

    Ответ

    КПД автомобиля \(\eta_a = \left(1 - \dfrac{3(p_4 - p_1)V_1}{4p_2(V_3 - V_2)}\right)(1 - \alpha) = 0{,}475 = 47{,}5\%\); средняя механическая мощность \(N = \dfrac{q\rho V(1-\alpha)}{t}\left(1 - \dfrac{3(p_4 - p_1)V_1}{4p_2(V_3 - V_2)}\right) \approx 56{,}8\) кВт \(\approx 78\) л.с.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи