Consumo de un coche de gasolina

De Laplace

1 Enunciado

Un Seat León TSI 2.0 amarillo posee una potencia de 210 CV y una relación de compresión de 9.6.

¿Cuánto calor hace falta producir por segundo para circular a la máxima potencia?
¿Cuánta gasolina consumiría a los 100 km, recorridos a máxima potencia a 160 km/h?

Datos: 1 CV = 0.736 kW; Rendimiento de un ciclo Otto ideal: $η = 1 - 1 / r γ - 1$ ; Calor generado en la combustión de 1 litro de gasolina: 33000 kJ.

2 Calor necesario

La relación entre el calor que entra y el trabajo que sale la da el rendimiento

$\eta = \frac{\dot{W}_\mathrm{out}}{\dot{Q}_\mathrm{in}}$

Despejando de aquí

$\dot{Q}_\mathrm{in} = \frac{\dot{W}_\mathrm{out}}{\eta}$

Si suponemos que el rendimiento lo da un ciclo Otto ideal

$\eta = 1-\frac{1}{r^{\gamma-1}}=1-\frac{1}{9.6^0.4} = 0.5953$

y de aquí nos da el calor necesario por segundo

$\dot{Q}_\mathrm{in}=\frac{210\,\mathrm{CV}}{05953}\times \frac{0.736\,\mathrm{kW}}{1\,\mathrm{CV}} = 260\,\mathrm{kW}$

3 Consumo

Para recorrer 100\,km a una velocidad de 160\,km/h tarda un tiempo

$T = \frac{s}{v}=\frac{100\,\mathrm{km}}{160\,\mathrm{km}/\mathrm{h}}\times \frac{3600\,\mathrm{s}}{1\,\mathrm{h}}=2250\,\mathrm{s}$

por lo que en ese tiempo requerirá una cantidad de calor

$Q_\mathrm{in}=\dot{Q}_\mathrm{in}T = \frac{260\,\mathrm{kJ}}{\mathrm{s}}\times 2250\,\mathrm{s}=585\,\mathrm{MJ}$

Puesto que un litro de gasolina genera 33 MJ, el consumo será

$c = \frac{585\,\mathrm{MJ}}{33\,\mathrm{MJ}/\mathrm{l}} = 17.7\,\mathrm{l}$

Este consumo es muy superior al que realmente realiza un coche. La razón es que un automóvil muy pocas veces trabaja a potencia máxima. Solo en pendientes muy inclinadas o grandes cargas se emplea el motor a fondo.

Consumo de un coche de gasolina

De Laplace

1 Enunciado

2 Calor necesario

3 Consumo

Herramientas:

Buscar

Vistas

Herramientas

Herramientas personales

Navegación

SEARCH

TOOLBOX

LANGUAGES