Номер 2, страница 288 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Молекулярная физика. 10. Термодинамика. Параграф 59. Тепловые двигатели. Задачи - номер 2, страница 288.

Условие.

2. Количество теплоты, получаемое двигателем от нагревателя, 100 Дж, а отдаваемое холодильнику — 75 Дж. Найдите КПД двигателя и совершаемую работу.

Решение.

Дано:

Количество теплоты, получаемое двигателем от нагревателя $Q_1 = 100$ Дж

Количество теплоты, отдаваемое холодильнику $Q_2 = 75$ Дж

Найти:

КПД двигателя $\eta$ - ?

Совершаемая работа $A$ - ?

Решение:

Совершаемая работа

Работа, совершаемая тепловым двигателем, по определению равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя ($Q_1$), и количеством теплоты, отданным холодильнику ($Q_2$).

Формула для расчета работы:

$A = Q_1 - Q_2$

Подставим в формулу известные значения:

$A = 100 \text{ Дж} - 75 \text{ Дж} = 25 \text{ Дж}$

Ответ: совершаемая работа равна 25 Дж.

КПД двигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя ($\eta$) — это отношение совершенной полезной работы $A$ к количеству теплоты, полученному от нагревателя $Q_1$, выраженное в процентах.

Формула для расчета КПД:

$\eta = \frac{A}{Q_1} \cdot 100\%$

Подставим найденное значение работы и данное значение теплоты от нагревателя:

$\eta = \frac{25 \text{ Дж}}{100 \text{ Дж}} \cdot 100\% = 0.25 \cdot 100\% = 25\%$

Также КПД можно рассчитать, используя только значения теплоты:

$\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \cdot 100\% = \frac{100 \text{ Дж} - 75 \text{ Дж}}{100 \text{ Дж}} \cdot 100\% = 25\%$

Ответ: КПД двигателя составляет 25%.