Номер 943, 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 943, страница 101.

Решение.

Дано:

Мощность двигателя $P = 1$ кВт

КПД двигателя $\eta = 25\%$

Время работы $t = 1$ час

Перевод в систему СИ:

$P = 1 \text{ кВт} = 1 \cdot 10^3 \text{ Вт} = 1000 \text{ Вт}$

$\eta = 25\% = 0.25$

$t = 1 \text{ час} = 60 \text{ мин} \cdot 60 \frac{\text{с}}{\text{мин}} = 3600 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты, полученное двигателем за час, $Q_1$ - ?

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы $\text{A}$, совершенной двигателем, к количеству теплоты $Q_1$, полученной от нагревателя:

$\eta = \frac{A}{Q_1}$

Из этой формулы выразим искомое количество теплоты $Q_1$:

$Q_1 = \frac{A}{\eta}$

Полезная работа $\text{A}$, совершаемая двигателем за время $\text{t}$, связана с его мощностью $\text{P}$ следующим соотношением:

$A = P \cdot t$

Теперь подставим выражение для работы в формулу для количества теплоты:

$Q_1 = \frac{P \cdot t}{\eta}$

Подставим числовые значения в системе СИ и произведем расчет:

$Q_1 = \frac{1000 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с}}{0.25} = \frac{3 600 000 \text{ Дж}}{0.25} = 14 400 000 \text{ Дж}$

Для удобства переведем результат в мегаджоули (МДж), зная, что $1 \text{ МДж} = 1 000 000 \text{ Дж}$:

$14 400 000 \text{ Дж} = 14.4 \text{ МДж}$

Ответ: за час тепловой двигатель получает 14.4 МДж теплоты.