Интерактивные задания, страница 125 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Пройдите по ссылке QR-кода и выполните задания.

Задание 1

Проанализируем предложенные утверждения о тепловых двигателях:

А) Тепловые двигатели преобразуют механическую энергию во внутреннюю. Это утверждение неверно. Тепловые двигатели выполняют обратное преобразование: они превращают внутреннюю (тепловую) энергию, получаемую при сгорании топлива, в механическую работу.

Б) Тепловые двигатели работают без холодильника. Это утверждение неверно. Согласно второму закону термодинамики, для непрерывной работы теплового двигателя необходимо наличие не только нагревателя (источника тепла), но и холодильника (более холодного тела), которому передается часть теплоты, не превращенной в работу. Без холодильника цикл не может быть замкнут.

В) Тепловые двигатели преобразуют внутреннюю энергию топлива в механическую работу. Это утверждение верно. В этом заключается основной принцип действия и назначение любого теплового двигателя.

Г) КПД теплового двигателя может быть равен 100%. Это утверждение неверно. КПД (коэффициент полезного действия) любого реального теплового двигателя всегда меньше 100% из-за термодинамических ограничений (цикл Карно) и неизбежных потерь энергии (трение, теплоотдача в окружающую среду).

Ответ: верным является утверждение В.

Задание 2

Работа четырехтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) состоит из цикла, включающего четыре последовательных процесса, называемых тактами. Эти такты происходят в следующем порядке:

1. Впуск. Поршень движется от верхней мертвой точки к нижней. Впускной клапан открыт, и в цилиндр засасывается горючая смесь (пары бензина и воздух).

2. Сжатие. Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней. Оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Горючая смесь в цилиндре сжимается, ее температура и давление повышаются.

3. Рабочий ход (сгорание). В конце такта сжатия свеча зажигания воспламеняет сжатую горючую смесь. Происходит быстрое сгорание, похожее на взрыв. Давление газов резко возрастает, и они с силой толкают поршень вниз. Это единственный такт, в ходе которого двигатель совершает полезную работу.

4. Выпуск. Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней. Выпускной клапан открыт, и поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра в выхлопную систему.

Ответ: последовательность тактов: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

Задание 3

Дано:

Количество теплоты, полученное от нагревателя $Q_1 = 1000$ кДж

Количество теплоты, переданное холодильнику $Q_2 = 600$ кДж

$Q_1 = 1000 \text{ кДж} = 1000 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 10^6 \text{ Дж}$

$Q_2 = 600 \text{ кДж} = 600 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 6 \cdot 10^5 \text{ Дж}$

Найти:

Коэффициент полезного действия двигателя $\eta$.

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя $\eta$ — это физическая величина, показывающая, какая доля теплоты, полученной от нагревателя, превращается в полезную механическую работу $\text{A}$.

Формула для расчета КПД:

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

Полезная работа $\text{A}$, совершаемая двигателем за один цикл, равна разности между количеством теплоты $Q_1$, полученным от нагревателя, и количеством теплоты $Q_2$, отданным холодильнику:

$A = Q_1 - Q_2$

Подставим выражение для работы в формулу КПД:

$\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1}$

Теперь мы можем подставить в формулу числовые значения. Так как КПД является безразмерной величиной (отношением), можно производить расчеты, используя килоджоули, без обязательного перевода в джоули.

$\eta = \frac{1000 \text{ кДж} - 600 \text{ кДж}}{1000 \text{ кДж}} = \frac{400 \text{ кДж}}{1000 \text{ кДж}} = 0.4$

Обычно КПД выражают в процентах. Для этого полученное значение нужно умножить на 100%.

$\eta = 0.4 \cdot 100\% = 40\%$

Ответ: КПД теплового двигателя составляет 40%.