Номер 6, страница 74, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава VI. Термодинамика. Параграф 33. Тепловые двигатели. Второй закон термодинамики - номер 6, страница 74.

Условие.

6. Во сколько раз количество теплоты, полученное тепловым двигателем от нагревателя, больше полезной работы двигателя, если КПД теплового двигателя равен 30 % ?

Решение 2.

Дано:

Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД), $η = 30\%$

Перевод в безразмерную величину:
$η = 30\% = 0.3$

Найти:

Отношение количества теплоты, полученного от нагревателя ($Q_н$), к полезной работе двигателя ($A_п$): $\frac{Q_н}{A_п}$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. Формула для КПД:

$η = \frac{A_п}{Q_н}$

где $A_п$ – полезная работа, а $Q_н$ – количество теплоты, полученное от нагревателя.

Нам необходимо найти, во сколько раз количество теплоты $Q_н$ больше полезной работы $A_п$, то есть найти отношение $\frac{Q_н}{A_п}$.

Выразим это отношение из формулы КПД:

$\frac{Q_н}{A_п} = \frac{1}{η}$

Подставим известное значение КПД в эту формулу. КПД необходимо выразить в долях единицы: $30\% = 0.3$.

$\frac{Q_н}{A_п} = \frac{1}{0.3} = \frac{10}{3} \approx 3.33$

Таким образом, количество теплоты, полученное от нагревателя, больше полезной работы примерно в 3,33 раза.

Ответ: количество теплоты, полученное двигателем от нагревателя, больше полезной работы в $\frac{10}{3}$ раза (или примерно в 3,33 раза).