Определите КПД двигателя автобуса, расходующего 63 кг топлива ($q = 4,33 * 10^{7}$ Дж/кг) за 2,5 ч работы при средней мощности 70 кВт.

Чтобы решить задачу, необходимо понимать, как рассчитывается коэффициент полезного действия (КПД). КПД показывает, какая часть затраченной энергии была эффективно использована для выполнения работы. Он выражается в процентах и рассчитывается по следующей формуле:

$$ \eta = \frac{A_{\text{полезная}}}{A_{\text{затраченная}}} \cdot 100\%, $$

где:
− $\eta$ — КПД,
− $A_{\text{полезная}}$ — полезная энергия, которая была использована на выполнение работы,
− $A_{\text{затраченная}}$ — вся энергия, которая была затрачена на выполнение процесса.

Для расчета КПД двигателя автобуса нам нужно определить:
1. Полезную энергию ($A_{\text{полезная}}$): это энергия, которая была использована для выполнения полезной работы. В данной задаче работа двигателя связана с его мощностью. Мощность ($P$) — это отношение работы ($A$) ко времени ($t$), а работа вычисляется как:
$$ A_{\text{полезная}} = P \cdot t. $$
Здесь:
− $P$ — мощность двигателя, измеренная в ваттах (Вт),
− $t$ — время работы двигателя, измеренное в секундах.

1. Затраченную энергию ($A_{\text{затраченная}}$): это энергия, выделенная в результате сжигания топлива. Энергия топлива определяется по его удельной теплоте сгорания ($q$) и массе топлива ($m$): $$ A_{\text{затраченная}} = q \cdot m. $$ Здесь:
   • $q$ — удельная теплота сгорания топлива, измеренная в джоулях на килограмм (Дж/кг),
   • $m$ — масса топлива, измеренная в килограммах (кг).

Этапы решения задачи:

1. Перевод единиц измерения времени:
   В задаче время работы двигателя указано в часах ($t = 2,5$ часа). Для использования формулы мощности время нужно перевести в секунды, так как мощность измеряется в ваттах ($1 \, \text{Вт} = 1 \, \text{Дж/с}$):
   $$ t = 2,5 \, \text{ч} \cdot 3600 \, \text{с/ч}. $$

2. Вычисление полезной энергии:
   Используя мощность ($P = 70\, \text{кВт} = 70\,000\, \text{Вт}$) и время работы двигателя ($t$ в секундах), полезная энергия рассчитывается по формуле:
   $$ A_{\text{полезная}} = P \cdot t. $$

3. Вычисление затраченной энергии:
   Удельная теплота сгорания топлива ($q = 4,33 \cdot 10^7\, \text{Дж/кг}$) и масса топлива ($m = 63\, \text{кг}$) позволяют определить затраченную энергию:
   $$ A_{\text{затраченная}} = q \cdot m. $$

4. Рассчёт КПД:
   После определения полезной и затраченной энергии, КПД двигателя вычисляется по формуле:
   $$ \eta = \frac{A_{\text{полезная}}}{A_{\text{затраченная}}} \cdot 100\%. $$

Важные замечания:

• КПД всегда выражается в процентах и показывает, какая часть энергии была использована эффективно.
• В реальных условиях КПД двигателей не может быть выше 100%, так как часть энергии всегда теряется в виде тепла, звука и других форм энергии, которые не участвуют в выполнении полезной работы.

Для окончательного ответа необходимо выполнить численные расчёты, используя данные задачи.