Un'auto a benzina che si muove a velocità costante riesce a sfrut- tare solo il 28% dell'energia ricavata dalla combustione del car- burante. Un kilogrammo di benzina libera un'energia di 44 MJ.
› Cerca in internet la densità della benzina. Calcola quanti litri di benzina si consumano in un viaggio da 100 km andando a 130 km/h o a 110 km/h.
> Qual è la percentuale di benzina risparmiata nel secondo caso? (per m = 1200 kg: 8,6 L; 6,7 L; 22%]
problema:quanta benzina consuma un auto per fare 100km
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Livello 1
Domanda formulata a dir poco in un modo orripilante !!!
A 90 km/h la potenza necessaria (condizionamento escluso) per un'auto di 1.200 kg é circa 12 kw , di cui 4 dovuti al jogging degli pneumatici ed 8 dovuti all'attrito aerodinamico
a 110 km/h la potenza necessaria aumenta nel seguente modo
# jogging degli pneumatici = 4*110/90 = 4,90 kw
# attrito aerodinamico = 8*(110/90)^3 = 14,6 kw
# potenza totale P = 19,5 kw
tempo impiegato t = 100/110 = 0,909 ore
Energia consumata E = P*t = 19,5*0,909 = 17,73 kwh
rendimento energetico ɳ = 29,5 %
energia combustibile Ec = P/ɳ = 17,73/0,295 = 60 kwh
1 kwh = 1000 watt*3600 sec = 3,6 Mjoule
Ec = 60 kwh*3,6 Mj/kwh = 216 Mjoule
PCI benzina = 40 MJ/kg
massa benzina mc = Ec/PCI = 216/40 = 5,40 kg
densità benzina = 0,75 kg/litro
volume benzina Vc = mc/0,75 = 5,40*4/3 = 7,20 litri
a 130 km/h la potenza necessaria aumenta nel seguente modo
# jogging degli pneumatici = 4*130/90 = 5,88 kw
# attrito aerodinamico = 8*(130/90)^3 = 24,12 kw
# potenza totale P' = 30,0 kw
tempo impiegato t' = 100/130 = 0,769 ore
Energia consumata E' = P*t = 30*0,769 = 23,1 kwh
rendimento energetico ɳ' = 30,0 %
energia combustibile E'c = P/ɳ = 23,1/0,30 = 77,0 kwh
1 kwh = 1000 watt*3600 sec = 3,6 Mjoule
E'c = 77 kwh*3,6 Mj/kwh = 277 Mjoule
PCI benzina = 40 MJ/kg
massa benzina m'c = Ec/PCI = 277/40 = 6,93 kg
volume benzina V'c = mc/0,75 = 6,93*4/3 = 9,23 litri
incremento percentuale = (9,23-7,20)/7,20 = 28,2 %
a 150 km/h la potenza necessaria aumenta nel seguente modo
# jogging degli pneumatici = 4*150/90 = 6,70 kw
# attrito aerodinamico = 8*(150/90)^3 = 37,0 kw
# potenza totale P'' = 43,70 kw
tempo impiegato t'' = 100/150 = 2/3 di ora
Energia consumata E'' = P*t = 43,70*2/3 = 29,13 kwh
rendimento energetico ɳ'' = 31,0 %
energia combustibile E''c = P/ɳ = 29,13/0,31 = 94,0 kwh
1 kwh = 1000 watt*3600 sec = 3,6 Mjoule
E''c = 94 kwh*3,6 Mj/kwh = 338,3 Mjoule
PCI benzina = 40 MJ/kg
massa benzina m''c = E''c/PCI = 338,3/40 = 8,46 kg
volume benzina V''c = mc/0,75 = 8,46*4/3 = 11,28 litri
incremento percentuale = (11,28-7,20)/7,20 = 56,7 %
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Genius III
