Номер 929, страница 100 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 37. Работа газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания. Паровая турбина. КПД теплового двигателя - номер 929, страница 100.

Решение.

Дано:

Время работы, $t = 1$ ч

Полезная мощность, $P_{полезная} = 2$ кВт

КПД, $\eta = 12\%$

Перевод в систему СИ:

$t = 1 \cdot 3600 \text{ с} = 3600$ с

$P_{полезная} = 2 \cdot 1000 \text{ Вт} = 2000$ Вт

$\eta = 12\% = 0.12$

Найти:

Количество теплоты, полученное двигателем, $Q_{нагр}$ — ?

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется по формуле:

$\eta = \frac{A_{полезная}}{Q_{нагр}}$

где $A_{полезная}$ — полезная работа, совершенная двигателем, а $Q_{нагр}$ — количество теплоты, полученное от нагревателя.

Из этой формулы выразим количество теплоты, полученное двигателем:

$Q_{нагр} = \frac{A_{полезная}}{\eta}$

Полезную работу можно найти через полезную мощность и время работы:

$A_{полезная} = P_{полезная} \cdot t$

Подставим выражение для полезной работы в формулу для $Q_{нагр}$:

$Q_{нагр} = \frac{P_{полезная} \cdot t}{\eta}$

Подставим числовые значения в полученную формулу:

$Q_{нагр} = \frac{2000 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с}}{0.12} = \frac{7200000 \text{ Дж}}{0.12} = 60000000 \text{ Дж}$

Для удобства представим ответ в мегаджоулях (1 МДж = $10^6$ Дж):

$60000000 \text{ Дж} = 60$ МДж.

Ответ: тепловой двигатель получил 60 МДж теплоты.