36. Тепловоз в течение 1 ч производит работу 8·10⁹ Дж. За это время он расходует 800 кг дизельного топлива, удельная теплота сгорания которого 4·10⁷ Дж/кг. Определите КПД двигателя тепловоза.

Решение:

Дано:

• Время \( t = 1 \text{ ч} = 3600 \text{ с} \)
• Работа \( A = 8 · 10^9 \text{ Дж} \)
• Масса топлива \( m = 800 \text{ кг} \)
• Удельная теплота сгорания топлива \( q = 4 · 10^7 \text{ Дж/кг} \)

Найти:

• КПД \( η \)

Решение:

1. Найдем полезную работу, совершенную тепловозом за 1 час:

Полезная работа \( A = 8 · 10^9 \text{ Дж} \).

2. Найдем полное количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива:

\( Q = q · m = 4 · 10^7 · 800 = 4 · 10^7 · 8 · 10^2 = 32 · 10^9 = 3.2 · 10^{10} \text{ Дж} \).

3. Найдем КПД двигателя тепловоза:

КПД (коэффициент полезного действия) рассчитывается по формуле:

\[ η = \frac{A}{Q} · 100\% \]

\[ η = \frac{8 · 10^9}{3.2 · 10^{10}} · 100\% \]

\[ η = \frac{8}{32 · 10} · 100\% = \frac{1}{4 · 10} · 100\% = \frac{1}{40} · 100\% = 2.5 \% \]

Ответ: КПД двигателя тепловоза составляет 2.5%.