Автобиль израсходывал 6,9 кг бензина за 110 пути. Средняя мощность двигателя равна 13 кВт, а средняя скорость 75 км/час.

Так как автомобиль израсходовал m = 6,9 кг бензина, то от сжигания горючего было получено количество теплоты Q = q ∙ m, где q = 46000000 Дж/кг – удельная теплота сгорания бензина.

Чтобы определить коэффициент полезного действия двигателя η со средней полезной мощностью Nп = 13 кВт = 13000 Вт, воспользуемся формулой η = Nп : Nз, где Nз – затраченная мощность, выделенная горючим.

Nз = Q : t, где t – время движения автомобиля.

Поскольку автомобиль движется равномерно с некоторой средней скоростью v = 75 км/час = 125/6 м/с, преодолевая расстояние S = 110 км = 110000 м за время t, то t = S : v.

Получаем равенство:

η = Nп : (q ∙ m : S/v) или η = S ∙ Nп : (q ∙ m ∙ v).

Выполняем расчеты: η = 110000 м ∙ 13000 Вт : (46000000 Дж/кг ∙ 6,9 кг ∙ 125/6 м/с); η ≈ 0,216 ≈ 21,6%.

Ответ: КПД двигателя ≈ 21,6%.