IV рівень
Судно на підводних крилах «Метеор» розвиває потужність 150 кВт витрачає на шляху 144 км при швидкості руху 72 км/год 120 кг палива, питома теплота згоряння якого 50 МДж/кг. Визначте ККД двигуна судна.
Для визначення ККД (коефіцієнта корисної дії) двигуна судна можна використовувати наступну формулу:
ККД
=
корисна потужність виведена на валу
введена енергія згоряння палива
ККД=
введена енергія згоряння палива
корисна потужність виведена на валу
Спочатку визначимо введену енергію згоряння палива. Для цього використовуємо формулу:
введена енергія
=
паливо
×
питома теплота згоряння
введена енергія=паливо×питома теплота згоряння
введена енергія
=
120
кг
×
50
МДж/кг
×
1
0
6
Дж/МДж
введена енергія=120кг×50МДж/кг×10
6
Дж/МДж
введена енергія
=
6
×
1
0
9
Дж
введена енергія=6×10
9
Дж
Тепер визначимо кількість часу, який судно витрачає на шляху, використовуючи відомі дані про швидкість та відстань:
час
=
відстань
швидкість
час=
швидкість
відстань
час
=
144
км
72
км/год
час=
72км/год
144км
час
=
2
год
час=2год
Тепер можемо визначити корисну потужність:
корисна потужність
=
робота
час
корисна потужність=
час
робота
корисна потужність
=
потужність
×
час
3600
корисна потужність=
3600
потужність×час
корисна потужність
=
150
кВт
×
2
год
3600
корисна потужність=
3600
150кВт×2год
корисна потужність
=
0.0833
кВт
корисна потужність=0.0833кВт
Зараз можемо визначити ККД:
ККД
=
0.0833
кВт
6
×
1
0
9
Дж
×
100
%
ККД=
6×10
9
Дж
0.0833кВт
×100%
ККД
≈
1.39
×
1
0
−
6
%
ККД≈1.39×10
−6
%
Отже, ККД дуже малий, що може свідчити про ефективність або економічність використання енергії на даному судні.