29 votos

Hace un coche consume más combustible cuando está lloviendo?

Ayer mi esposa me hizo esa pregunta, y yo no podía contestar.

Considere la posibilidad de un coche, en un día soleado, y que se consume x galones por milla. Teniendo en cuenta que todo es igual, excepto que es viajar en un día lluvioso, pero a la misma temperatura que el día soleado, de modo que la densidad del aire es el mismo.

Será el más bajo de la fricción de los neumáticos hacen es consumir más o menos combustible? Y el hecho de que las gotas de lluvia están cayendo encima y en frente de ella ?

Me respondió que va a consumir más combustible, ya que la fricción es lo que hace que el coche se mueva y que la lluvia va a actuar en contra de ella... pero no estoy seguro ?

31voto

Kaz Puntos 1995

Hay una pérdida adicional de energía cuando se conduce a través de los charcos en una carretera mojada, debido a que la superficie de rodadura tienen que ejercer un trabajo con el fin de expulsar el agua. Una manera de ver esto es que el sigue tratando de deslizarse sobre la superficie del agua, pero es continuamente hundiéndose en ella para cumplir con el pavimento, lo que es equivalente a conducir un poco cuesta arriba.

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22voto

barry Puntos 131

La fricción es de hecho necesaria para un coche para empujar fuera de la tierra. Sin embargo, no importa cómo mucha fricción no es tan largo como los neumáticos no son los derrapes. Sólo los residuos de combustible si poner la energía en girar las ruedas que se disipa en forma de calor antes de que contribuyen al movimiento del auto. De lo contrario, la tercera ley de Newton sostiene y la tierra te empuja hacia adelante tanto como usted empuje hacia atrás. Así que si no eres uno de los conductores que mantiene golpear el gas fina en los charcos y el hidroplaneo, no debería haber mucha diferencia.

Por supuesto, en el fin de mantener derrape puede muy bien tener que viajar más lento, lo que puede afectar su eficiencia (y es, probablemente, el efecto dominante aquí - véase esta cuestión).

La resistencia del aire es otra cosa completamente. Si hay gotas de agua en el aire, esto aumenta la eficacia de su densidad, por lo que usted va a gastar más combustible empuja fuera del camino. "Pesada" la lluvia cae en alrededor de $25\ \mathrm{mm}/\mathrm{fc}$ ($1\ \mathrm{en}/\mathrm{fc}$). En otros lugares en que el artículo nos enteramos de que grandes gotas de lluvia caen a una velocidad terminal de $9\ \mathrm{m}/\mathrm{s}$. En el orden de estos números para ser coherente, la fracción de volumen de aire se llenó de gotas de lluvia debe ser $$ \chi_V = \frac{25\ \mathrm{mm}/\mathrm{fc}}{9\ \mathrm{m}/\mathrm{s}} = 8\times10^{-7}. $$ Como la densidad del aire es de $1.2\ \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3$, mientras que el agua es más o menos, por definición, $1000\ \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3$, vemos que las fracciones de cambio en la densidad del aire, suponiendo constante la densidad del gas, es algo así como $$ \chi_\rho = \frac{\chi_V(1000\ \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3)}{1.2\ \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3} = 6\times10^{-4}. $$ Así que sí, la lluvia va a hacer más difícil, por una muy pequeña cantidad, para empujar a través del aire.


Addendum: Hay muchos otros factores que vale la pena considerar, muchos de los cuales tienen más interesante y complicado de la física de las cosas simples, me sentí como que analizar. Kyle señala en un comentario que el agua puede ser adhesivo, por lo que puede ser más difícil a través de la unidad (esto es menos un ejemplo extremo de la conducción a través de alquitrán). El desplazamiento de agua también cuesta algo, como se señaló en una respuesta por kaz. Ambos de estos son probablemente mayores efectos que el aumento de los efectivos de la masa de aire. Frank Presencia Fandos's respuesta menciona una mayor preocupación, la eficiencia del motor basado en el flujo de aire (y la disposición a participar en la combustión), que es un problema de ingeniería demasiado complicado para un físico como a mí. OSE's comentario también señala una suposición implícita he hecho anterior, que debe ser dicho de forma explícita: estoy comparando $100\%$ de humedad con el tiempo y sin lluvia. Si quieres comparar al seco clima, el efecto va en la otra dirección, principalmente debido a una molécula de nitrógeno es más grande que una molécula de agua.

En el final, sin embargo, estoy dispuesto a apostar que el efecto mayor es aún el hecho de que la mayoría de los conductores disminuir la velocidad en una intensa lluvia, ya que la eficiencia de combustible es altamente dependiente de la velocidad.

7voto

akhmeteli Puntos 10362

Me gustaría considerar sólo un aspecto de esta cuestión. No estoy seguro de que, como Chris White, "no importa la cantidad de fricción no es tan largo como los neumáticos no son los derrapes." El coeficiente de fricción de rodadura, no depende de la superficie, así que supongo que es algo diferente en la lluvia. Supongo que la fricción de rodadura, las pérdidas son algo importante (http://www.consumerenergycenter.org/transportation/consumer_tips/vehicle_energy_losses.html ), incluso para las ruedas motrices.

5voto

Yo diría que sí, estoy en un apuro, pero estas son las 2 principales razones por las que yo puedo decir ahora:

  • La densidad del aire NO es el mismo, como Chris White señaló.

  • El agua de la capacidad calorífica y la conductividad térmica es diferente que la del aire. Sólo puedo salvajemente supongo que ahora, ya que hay muchos factores involucrados, pero esto hará que se consume más combustible. El motor debe estar caliente para entregar lo mejor y el metal es un buen conductor. El aire no tanto, pero luego el agua es. Así que mi conjetura es que, incluso si a la misma temperatura, el agua hará que el coche entero pérdida de más de la energía térmica, por lo que es consumir más energía (combustible). Además, si desea mantener el coche dentro de temperatura en una diferente a la de fuera de uno, esto afectará también.

1voto

Sam Puntos 3346

Conducción a través de agua estancada toma una gran cantidad de energía y quiere frenar el coche hacia abajo, por lo que para mantener la misma velocidad en una superficie seca, se requieren más combustible, es decir, el mpg se caerá. He lectura instantánea mpg en mi BMW 335D y han notado lo que podría de otra manera ser 30mpg en seco de la superficie puede bajar a 25 o loess en superficie mojada. Yo voy a hablar de las superficies con la agrupación de agua, no sólo húmedo.

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