Giải chi tiết bài tập 3 - SGK 10 - KNTT trang 108 (Bài 27: Hiệu Suất)

Một ô tô chuyển động với vận tốc 54 km/h có thể đi được đoạn đường dài bao nhiêu khi tiêu thụ hết 60 lít xăng? Biết động cơ của ô tô có công suất 45 kW; hiệu suất 25%; 1 kg xăng đốt cháy hoàn toàn tỏa ra nhiệt lượng bằng \( 46 \times 10^6 \, J/kg \) và khối lượng riêng của xăng là \( 700 \, kg/m^3 \)
Bài tập 3, sgk vật lí 10 - KNTT trang 108.

Bước 1: Tính khối lượng của 60 lít xăng

Ta có:

\[ V = 60 \, l = 0.06 \, m^3 \]

Khối lượng xăng là:

\[ m = D \times V = 700 \times 0.06 = 42 \, kg \]

Bước 2: Tính tổng nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hết số xăng đó

\[ Q = m \times q = 42 \times 46 \times 10^6 = 1.932 \times 10^9 \, J \]

Bước 3: Tính phần năng lượng có ích mà động cơ ô tô nhận được

Hiệu suất động cơ là \( H = 25\% = 0.25 \)

Phần năng lượng có ích:

\[ A_{ích} = Q \times H = 1.932 \times 10^9 \times 0.25 = 4.83 \times 10^8 \, J \]

Bước 4: Tính thời gian ô tô hoạt động với công suất đó

Ta có công suất động cơ:

\[ P = 45 \, kW = 45 \times 10^3 \, W \]

Thời gian ô tô hoạt động là:

\[ t = \dfrac{A_{ích}}{P} = \dfrac{4.83 \times 10^8}{45 \times 10^3} = 10733.33 \, s \]

Bước 5: Tính quãng đường ô tô đi được trong thời gian đó

Vận tốc ô tô là:

\[ v = 54 \, km/h = 15 \, m/s \]

Quãng đường đi được:

\[ S = v \times t = 15 \times 10733.33 = 161000 \, m = 161 \, km \]

Kết luận:

Ô tô đi được quãng đường:

\[ \boxed{161 \, km} \]