Номер 2, страница 116, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 29. Использование пара для транспортных средств. Повторим изученное - номер 2, страница 116.

Условие.

• Что называют КПД теплового двигателя?

Решение.

Что называют КПД теплового двигателя?

Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называют физическую величину, которая характеризует эффективность преобразования тепловой энергии в механическую работу. КПД показывает, какая доля теплоты, полученной от нагревателя, превращается в полезную работу, совершаемую двигателем.

КПД (обозначается греческой буквой $\eta$ — «эта») вычисляется как отношение полезной работы $A_{полезная}$, совершённой двигателем, к количеству теплоты $Q_1$, полученной от нагревателя.

Математически это выражается формулой:
$\eta = \frac{A_{полезная}}{Q_1}$

где:
$A_{полезная}$ — полезная работа, совершённая двигателем (измеряется в Джоулях, Дж);
$Q_1$ — количество теплоты, полученное от нагревателя (в Джоулях, Дж).

Согласно первому началу термодинамики (закону сохранения энергии) для теплового двигателя, совершаемая им работа равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя ($Q_1$), и количеством теплоты, отданным холодильнику ($Q_2$), то есть более холодному телу (часто — окружающей среде):
$A_{полезная} = Q_1 - Q_2$

Если подставить это выражение в основную формулу для КПД, получим:
$\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{Q_2}{Q_1}$

где $Q_2$ — это количество теплоты, отданное холодильнику.

КПД является безразмерной величиной, и его значение для любого реального теплового двигателя всегда меньше единицы ($\eta < 1$). Это связано с тем, что согласно второму началу термодинамики, невозможно преобразовать всю полученную теплоту в работу, часть теплоты обязательно должна быть передана холодильнику. Часто КПД выражают в процентах, умножая полученное значение на 100%.

Ответ: Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называют отношение полезной механической работы, совершённой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.