Номер 3, страница 120, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 30. Паровая турбина. Повторим изученное - номер 3, страница 120.

Условие.

• Что называют КПД теплового двигателя?

Решение.

Что называют КПД теплового двигателя?

Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называют физическую величину, которая показывает, какая доля энергии, полученной от нагревателя, превращается в полезную механическую работу. Иными словами, КПД является мерой эффективности преобразования теплоты в работу.

КПД, обозначаемый греческой буквой $\eta$ (эта), определяется как отношение полезной работы $A_п$, совершенной двигателем за один цикл, к количеству теплоты $Q_н$, полученному от нагревателя за тот же цикл:

$\eta = \frac{A_п}{Q_н}$

Тепловой двигатель работает циклически, получая тепло от горячего тела (нагревателя) и передавая часть этого тепла холодному телу (холодильнику). Согласно закону сохранения энергии (первому началу термодинамики), совершенная работа равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя ($Q_н$), и количеством теплоты, отданным холодильнику ($Q_х$):

$A_п = Q_н - Q_х$

Если подставить это выражение в основную формулу для КПД, получим еще один способ его вычисления:

$\eta = \frac{Q_н - Q_х}{Q_н} = 1 - \frac{Q_х}{Q_н}$

Из этой формулы следует, что КПД любого теплового двигателя всегда меньше 1 (или 100%), поскольку согласно второму началу термодинамики невозможно создать двигатель, который бы всю полученную теплоту превращал в работу, не отдавая часть ее холодильнику ($Q_х$ всегда больше нуля). КПД часто выражают в процентах, умножая полученное значение на 100%.

Ответ: Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называют безразмерную физическую величину, равную отношению полезной работы, совершённой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. КПД характеризует эффективность преобразования тепловой энергии в механическую работу и вычисляется по формуле $\eta = \frac{A_п}{Q_н}$.