Для расчёта КПД двигателя автомобиля нам необходимо выразить КПД через известные параметры, такие как мощность двигателя и расход топлива.
Сначала найдём расход топлива в литрах на 1 км пути:
5 кг на 100 км = 0.05 кг на 1 км
Так как плотность бензина приближенно равна 0.74 кг/л, то:
0.05 кг * (1 л / 0.74 кг) ≈ 0.0676 л на 1 км
Теперь выразим расход топлива в л/час, зная скорость движения:
72 км/ч = 20 м/с (приблизительно)
Тогда расход топлива в л/час:
0.0676 л/км * 72 км/ч = 4.8672 л/час
Далее вычислим энергию, полученную от сжигания этого количества топлива:
Энергия = количество топлива * теплота сгорания бензина
Энергия = 4.8672 л * 34 МДж/л ≈ 165.654 МДж
Теперь найдём КПД двигателя, используя данную формулу:
КПД = (полезная мощность / входная энергия) * 100%
Полезная мощность двигателя равна 50 кВт, что составляет 50 МДж/с. Теперь выразим это в МДж:
50 кВт * 3600 с = 180 МДж
Теперь можем рассчитать КПД:
КПД = (50 МДж / 165.654 МДж) * 100% ≈ 30.18%
Ответ: КПД двигателя автомобиля равен примерно 30.18%