Количество… — Задание Физика 8 Класс №00049243

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Количество Теплоты и Энергия Топлива

№2. Задание без номера

ID: 00049243

Почему автобусам, работающим с частыми остановками, увеличиваются нормы расхода горючего? Какие превращения энергии происходят при торможении автобуса?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Вопроса два. Первый про горючее, второй про торможение, но ответ у них общий: куда девается энергия движения.

Разгоняясь, автобус получает кинетическую энергию. Её даёт двигатель, сжигая горючее. Едет автобус ровно — такую энергию снова сообщать не надо, топливо идёт только на преодоление сопротивления движению.

Теперь остановка. Тормоза работают за счёт силы трения: колодки прижимаются к дискам, шины трутся о дорогу. Работа сил трения превращает кинетическую энергию во внутреннюю энергию этих деталей и дороги, они нагреваются. Обратно в движение эта теплота сама не вернётся.

После остановки скорость надо набирать снова, и горючее тратится заново. Чем больше остановок, тем больше таких разгонов и тем больше горючего.

Проверим себя числом. Пусть автобус массой $10\,000$ кг разгоняется до $$10$$ м/с (все числа для примера). Кинетическая энергия равна

$E=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{10\,000\cdot 10^2}{2}=500\,000\text{ Дж}=0{,}5\text{ МДж}.$

За $$100$$ остановок набегает $100\cdot 0{,}5=50$ МДж. Удельная теплота сгорания бензина $$46$$ МДж/кг, поэтому это больше килограмма горючего, даже если двигатель ничего не теряет. А он теряет много, значит, реальная прибавка ещё больше.

Ответ

Перед каждой остановкой автобус теряет кинетическую энергию, а после неё двигатель должен сообщить её заново, сжигая горючее, поэтому при частых остановках горючего уходит больше. При торможении кинетическая энергия автобуса превращается во внутреннюю энергию тормозных колодок, дисков, шин и дороги: они нагреваются.

Другие задания по теме «Количество Теплоты и Энергия Топлива» (8)