Номер 940, 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 940, страница 101.

Решение.

Дано:

$t = 1$ час

$P_{полезн} = 735$ Вт

$Q_{затрач} = 21,4$ МДж

Перевод в систему СИ:
$t = 1 \cdot 3600 \text{ c} = 3600$ c
$Q_{затрач} = 21,4 \cdot 10^6$ Дж

Найти:

КПД (η) - ?

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы $A_{полезн}$, совершенной двигателем, к количеству теплоты $Q_{затрач}$ (или затраченной энергии), полученному от нагревателя.

Формула для расчета КПД:

$η = \frac{A_{полезн}}{Q_{затрач}} \cdot 100\%$

Полезная работа $A_{полезн}$ вычисляется через полезную механическую мощность $P_{полезн}$ и время работы $\text{t}$ по формуле:

$A_{полезн} = P_{полезн} \cdot t$

Вычислим полезную работу, совершенную паровым молотом за 1 час:

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

Теперь, зная полезную работу и затраченное количество теплоты, можно вычислить КПД парового молота:

$η = \frac{2,646 \cdot 10^6 \text{ Дж}}{21,4 \cdot 10^6 \text{ Дж}} \cdot 100\% \approx 0,1236 \cdot 100\% \approx 12,4\%$

Вторая часть вопроса требует сравнения полученного КПД с КПД механизмов из предыдущей задачи. Так как условия предыдущей задачи не предоставлены, выполнить это сравнение невозможно.

Ответ: КПД парового молота составляет приблизительно $12,4\%$. Сравнение с КПД механизмов из предыдущей задачи невозможно из-за отсутствия данных.