Opgave
Een auto rijdt met een bepaalde constante snelheid. Bij deze snelheid is het rendement van de motor 29% en is het benzineverbruik 1 op 14 (d.w.z. de auto rijdt 14 km per liter benzine).
a) Zoek in Binas de verbrandingswarmte van benzine op.
b) Bereken de hoeveelheid nuttige arbeid die de motor bij deze snelheid per liter verbruikte benzine verricht.
c) Bereken de bij deze snelheid door lucht en wegdek uitgeoefende wrijvingskracht op de auto.
d) Bereken het vermogen van de motor, als de (constante) snelheid 100 km/h bedraagt.
Uitwerking vraag (a)
•Verbrandingswarmte benzine = 33 . 109 J / m3 bij T = 293 K
Uitwerking vraag (b)
• rendement = η = 29 %
• η = Pin / Puit= Win / Wuit
•Win = Energie gegeven door verbranding per liter = 33 * 106J
•Wuit = η Win = 0.29 * 33 . 106 = 9.7 . 106 J
Uitwerking vraag (c)
• Er geldt Wuit = Fvoorwaarts * s
• Voor 1 liter benzine is de verplaatsing s 14 km
• Dus 9,7 . 106 = Fvoorwaarts * 14.103
• Fvoorwaarts = 6,9.102 N
• Bij een constante snelheid geldt Fvoorwaarts = Fwrijving
• Dus de wrijvingskracht op de auto is 6,9.102 N
Uitwerking vraag (d)
• Vermogen is arbeid per seconde
• v = 100 km / h = 28 m / s
• per seconde wordt 28 meter afgelegd.
• De nuttige arbeid die per seconde door de motor verricht wordt is dan 6,9 . 102 * 28 = 1,9 . 104 J
• Wuit per seconde = 1,9 . 104 J = 0.29 * Win
• Win per seconde = 6,6. 104 J
• Dus Pin = 6,6 . 104 W
