Benzinverbrauch-Leistung

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Hi
Eine Leistungaufgabe:
Wie viele Liter Benzin braucht der Motor eines Autos(800kg) in einer Stunde (1 h) bei v=100km/h und v=120km/h auf ebener Straße(1Liter Benzin liefert 43,5MJ)
Wir sollen den Wirkungsgrad von 25% des PKW's mit beachten

Ich habe keine Ahnung, wie ich das lösen soll.
Folgende Formeln hatten wir:

ich habe es schon so versucht:

Dies soll jetzt für eine Sekunde gelten und das dann auf eine Stunde erweitern.
es kommt folgendes:

und für Benzin(nämlich geteilt durch 43,5MJ) kommt 25,54 Liter, aber das ist leider falsch! Da kommt viel weniger raus...

Gast

Was willst du denn mit dieser Formel eigentlich ausrechnen? Du nimmst die kinetische Energie, teilst sie durch eine Sekunde multiplizierst das mit einer Stunde und dem Wirkungsgrad um am Ende eine Leistung zu erhalten .. das hat alles so seine Ecken und Kanten.

Eine andere Formel die du schon angebracht hattest wird sich wohl als hilfreich herausstellen. Wozu brauchen wir denn noch Benzin wenn die Beschleunigungsphase abgeschlossen ist, und wir mit konstanter Geschwindigkeit über die Autobahn fahren? Richtig, Luftreibung. Um bei einer Reibungskraft F die Geschwindigkeit v beizubehalten ist eine Antriebsleistung erforderlich:

Wenn es dir gelingt F mit Hilfe der Fahrzeugparameter und der Geschwindigkeit zu berechnen bekommst du also deine Leistung. Unter Einbeziehung der 3600s die diese Leistung erbracht werden soll und dem Wirkungsgrad von 0.25 solltest du dann auf die nötige Energie und damit auf den Treibstoffverbrauch kommen.

Üblicherweise geht man in der Schule von folgendem Zusammenhang für die Reibungskraft aus:

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

das problem ist doch, dass ich kein F habe bzw. mir fehlen die Daten, um es ausrechnen zu können. Da ist so ein Bild mit den kräften aufgezeichnet, aber es nützt mir nichts, weil ich aus diesem Diagramm nicht ablesen kann, welche Kraft es bei 100km/h( es hat dort zwei angaben für 100km/h und für 120km/h sind es weniger Kraft-das ist das Problem- bei 120 muss es mehr leistung aufbringen, aber durch die geringere Kraft, wird es weniger Leistung- da stimmt was net!!)

das mit dem Wirkungsgrad versteh ich nicht! Was sollen diese 25% bedeuten? soll ich das dazu zählen oder abziehN?

danke

Nikolas

Zeig doch mal dieses Schaubild. Bei 120km/h ist die Luftreibung größer, wie schon aus der Gleichung vom Gast zu sehen ist.

Die 25% musst du dann benutzen, wenn du weisst, wie viel Energie durch die Luft verbraucht wird. Im Endeffekt brauchst du dann so viel Benzin, dass 25% der Energie des Benzins dieser Reibungsenergie entspricht.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Hi
danke für die antwort:
1: bei vollgas: Gang4: ungefähr(muss man ablesen) für 100km/h:1700N
für 120km/h ungefähr:1500N

2: bei mindestens benötigte Kraft: ungefähr(100km/h):gang4( da steht noch etwas mit 10% steigung):2000N
120km/h:2300N

hoffe jetzt versteht ihr das...

Nikolas

Das sieht etwas komisch aus. Lad doch mal die Grafik mit allen Beschriftungen hoch, vielleicht wirds dann klarer.

Was ist denn bei 1) mit 'Vollgas' gemeint? Wie kann für 100km/h ein Wert für 'Vollgas' angegeben sein, wenn das Auto auch 120 schafft?

Und für was ist die mindestens benötigte Kraft bei 2) angegeben?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Das sieht ungefähr so aus.
Hoffentlich versteht ihr das jetzt...(die werte sind nicht alle hundertprozentig richtig)

Es wird im Buch sogar ein Beispiel genannt:
Kurve I( das ist das

) gibt den Rollwiderstand

(ca. 200N) an. In Kurve II ist dazu die schnell mit der Geschwindigkeit v ansteigende Luftwiderstandskraft

addiert. Damit haben wir die Kraft, die auf waagerechter Straße(

) zu überwinden ist. Unser Pkw bringt sie im Gang 4 bis 130km/h noch auf. Schneller wäre er nur bei Rückenwind oder bergab.
In den Kurven darüber sind die Kräfte addiert, die bei Bergfahrten hinzutreten. Was unser Wagen darüber hinaus noch an Kraft aufbringt, kann er zum Beschleunigen verwenden.Im 3. Gang hat er z.B. 60km/h am Hang mit 10%steigung noch ca. 2600N-1800N=800N übrig. Er kann dort mit

beschleunigen(m ist ja 800kg)

hoffe das hilft noch mehr Hilfe

hmm leider ist die jpg datei zu groß 1,31mb....

edit:kann ich sie dir vielleicht per e-mail schicken?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

hier diesmal das bild danke toxman!

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

lösung:
hierbei fährt das Auto in einer ebenen Straße, also 0%steigung.
Daher nehmen wir Kurve II. Bei 100km/h hat es ungefähr 600N und bei 120km/h ungefähr 800N(in der Zeichnung schlecht zu erkennen)
Hierbei gilt 25% Wirkungsgrad, daher verwendet man von 1 l nur 0,25l als kinetische Energie. Das sind dann 10,875 MJ pro Liter.
Nun berechnen wir das ganze:

dann die Energie in 1 stunde:

das durch 10,875 MJ und schon hat man 5,517l

das gleiche mit 120km/h(hier ungefähr 800N)

hier sind es 8,83l