Номер 939, страница 101 - 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 939, страница 101.

Решение.

Дано:

$Q_{затр} = 12,57 \text{ МДж} = 12,57 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

$t = 1 \text{ час} = 3600 \text{ с}$

$P_{полезн} = 735 \text{ Вт}$

Найти:

$\eta$ - ?

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД), обозначаемый буквой $\eta$ (эта), представляет собой отношение полезной работы $A_{полезн}$, совершенной механизмом, к полной затраченной энергии $Q_{затр}$. КПД обычно выражается в процентах.

Формула для расчета КПД имеет вид:

$\eta = \frac{A_{полезн}}{Q_{затр}} \cdot 100\%$

Затраченная энергия $Q_{затр}$ — это энергия, которую расходует паровой механизм, и она дана в условии.

Полезная работа $A_{полезн}$ может быть вычислена через полезную мощность $P_{полезн}$ и время работы $\text{t}$. Формула для работы:

$A_{полезн} = P_{полезн} \cdot t$

Все величины уже переведены в систему СИ в разделе "Дано". Подставим числовые значения и вычислим полезную работу:

$A_{полезн} = 735 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с} = 2 646 000 \text{ Дж} = 2,646 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Теперь, зная полезную работу и затраченную энергию, можем вычислить КПД механизма, подставив значения в основную формулу:

$\eta = \frac{2,646 \cdot 10^6 \text{ Дж}}{12,57 \cdot 10^6 \text{ Дж}} \cdot 100\%$

Сократим множитель $10^6$ в числителе и знаменателе:

$\eta = \frac{2,646}{12,57} \cdot 100\% \approx 0,2105 \cdot 100\% \approx 21,1\%$

Ответ: КПД таких механизмов составляет примерно 21,1%.