.04 Тепловые явления
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Когда легковой автомобиль едет с постоянной скоростью по горизонтальному шоссе, расход бензина составляет 
= 7 л/100 км.
Каков будет расход бензина 
, если этот автомобиль поедет с той же скоростью вверх по наклонному участку шоссе,
образующему угол 
= 0,01 рад с горизонтом? Качество дорожного покрытия на горизонтальном и наклонном
участках шоссе одинаково. Масса автомобиля 
= 1000 кг, коэффициент полезного действия двигателя 
,
удельная теплота сгорания бензина 
= 42 МДж/кг, плотность бензина 
= 0,7 кг/л. При расчетах положить
.
По условию задачи КПД двигателя автомобиля равен 30%. Это означает, что только 30% от выделевшегося количества теплоты пойдет на совершение работы по перемещению автомобиля:
Количество теплоты, которое выделится при сгорании бензина, равно:
где 
— масса сгоревшего бензина.
Массу бензина можно найти, зная его плотность:
где 
— объем сгоревшего бензина.
Зная расход бензина и пройденное расстояние, найдем объем израсходованного бензина:
Подставим последовательно (4), (3), (2) в (1):
В то же время работа при перемещении автомобиля на расстояние 
по определению равна:
где 
— модуль равнодействующей всех сил, действующих на автомобиль, 
— угол между направлением силы и
направлением перемещения.
В рассматриваемых случаях и для горизонтального движения и для движения под углом к горизонту 
:
Рассмотрим движение автомобиля по горизонтальному участку шоссе.
В этом случае работа, совершенная двигателем, по величине равна работе сил сопротивления.
Исходя из формул (5) и (6), получаем, что:
Выразим отсюда силу 
:
Рассмотрим движение автомобиля по наклонному участку шоссе той же длины.
В этом случае работа двигателя равна сумме величины работы сил сопротивления и изменения (приращения) потенциальной энергии
автомобиля в поле силы тяжести:
С учетом формулы (5) имеем, что:
Выразим отсюда силу 
:
Приравняем (7) и (8) с учетом того, что по условию 
, и выразим искомый расход бензина:
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 3 |
| I) записаны положения теории и физические законы, | |
| закономерности, применение которых необходимо для решения | |
| задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула КПД для нахождения количества теплоты, которое идет на совершение работы. Записана формула теплоты, которое выделяется при сгорании топлива. Записана формула, по которой можно рассчитать работу силы. Расписано на что идет работа двигатля при движении по горизонтали и при движении по наклонной плоскости. Установлена связь между объёмом топлива и пройденным расстоянием); | |
| II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
| физических величин (за исключением обозначений констант, | |
| указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
| задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
| написании физических законов); | |
| III) представлены необходимые математические преобразования и | |
| расчёты, приводящие к правильному числовому ответу | |
| (допускается решение «по частям» с промежуточными | |
| вычислениями); | |
| IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения | |
| искомой величины | |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, | 2 |
| физические законы, закономерности, и проведены необходимые | |
| преобразования, но имеется один или несколько из следующих | |
| недостатков | |
|
| |
| Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
| объёме или отсутствуют. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, | |
| неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены | |
| в скобки, рамку и т.п.). | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В необходимых математических преобразованиях или вычислениях | |
| допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не | |
| доведены до конца. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих | 1 |
| случаев. | |
| Представлены только положения и формулы, выражающие | |
| физические законы, применение которых необходимо для решения | |
| задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, | |
| направленных на решение задачи, и ответа. | |
|
ИЛИ
| |
| В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая | |
| для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), | |
| но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися | |
| формулами, направленные на решение задачи. | |
|
ИЛИ
| |
| В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи | |
| (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена | |
| ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с | |
| имеющимися формулами, направленные на решение задачи | |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
| критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | |
| Максимальный балл | 3 |
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!
