Разгоняется автомобиль на бензине. Автомобиль массой 3 тонны с бензиновым двигателем разгоняется с места на горизонтальном участке дороги. За время, пока он набирал скорость 72 км/ч, двигатель израсходовал 45 г бензина. Удельная теплота сгорания бензина равна 46 МДж/кг. Считая, что вся механическая работа, совершённая двигателем, пошла на разгон автомобиля, определите КПД двигателя. Ответ дайте в процентах, округлив до целого значения.

Переведём величины в единицы СИ: масса автомобиля — 3000 кг, скорость — 20 м/с, масса бензина — 0,045 кг.

Полезная работа двигателя равна увеличению кинетической энергии автомобиля, поскольку он разгоняется с места: \(A = \frac{mv^2}{2} = \frac{3000 \cdot 20^2}{2} = 600000\) Дж.

Количество теплоты, выделившееся при сгорании бензина: \(Q = qm = 46 \cdot 10^6 \cdot 0.045 = 2070000\) Дж.

КПД двигателя: \(\eta = \frac{A}{Q} \cdot 100\% = \frac{600000}{2070000} \cdot 100\% \approx 28.99\%\).

Ответ: 29%.