Номер 2, страница 244 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 9. Основы термодинамики. Параграф 44. КПД тепловых двигателей. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Вопросы - номер 2, страница 244.

Условие.

2. Какую физическую величину используют для оценки различных тепловых двигателей?

Решение.

2. Какую физическую величину используют для оценки различных тепловых двигателей?

Для оценки и сравнения эффективности различных тепловых двигателей используют физическую величину, называемую коэффициентом полезного действия (КПД).

КПД теплового двигателя – это безразмерная величина, которая показывает, какая доля теплоты, полученной от нагревателя, превращается в полезную механическую работу. Чем выше КПД, тем более эффективно двигатель преобразует тепловую энергию в работу.

Коэффициент полезного действия, обозначаемый греческой буквой $\eta$ (эта), вычисляется по формуле:

$\eta = \frac{A_{полезная}}{Q_1} \cdot 100\%$

где $A_{полезная}$ – полезная работа, совершаемая двигателем, а $Q_1$ – количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя.

Согласно первому закону термодинамики, совершенная работа равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя ($Q_1$), и количеством теплоты, отданным холодильнику ($Q_2$):

$A_{полезная} = Q_1 - Q_2$

Поэтому формулу для КПД можно записать и в таком виде:

$\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \cdot 100\% = (1 - \frac{Q_2}{Q_1}) \cdot 100\%$

Таким образом, КПД позволяет количественно оценить, насколько эффективно тепловой двигатель выполняет свою основную функцию – преобразование тепла в работу. Сравнивая значения КПД для разных двигателей, можно определить, какой из них является более экономичным и совершенным с технической точки зрения.

Ответ: Для оценки различных тепловых двигателей используют коэффициент полезного действия (КПД).