Номер 5, страница 142, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 36. Решение задач. Задачи для самостоятельного решения - номер 5, страница 142.

Условие.

5. Во время работы тепловой двигатель получает от нагревателя 600 Дж энергии. При этом 150 Дж энергии составляют потери тепла в окружающую среду. Чему равен КПД теплового двигателя?

Решение.

Дано:

Количество теплоты, полученное от нагревателя, $Q_1 = 600$ Дж

Потери тепла (количество теплоты, отданное холодильнику), $Q_2 = 150$ Дж

Все величины даны в Международной системе единиц (СИ).

Найти:

КПД теплового двигателя, $\eta$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя — это отношение полезной работы, совершенной двигателем ($\text{A}$), к количеству теплоты, полученному от нагревателя ($Q_1$).

Формула для расчета КПД:

$\eta = \frac{A}{Q_1} \times 100\%$

Полезная работа ($\text{A}$) по закону сохранения энергии равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя ($Q_1$), и количеством теплоты, отданным холодильнику (потери тепла, $Q_2$):

$A = Q_1 - Q_2$

Подставим числовые значения, чтобы найти полезную работу:

$A = 600 \text{ Дж} - 150 \text{ Дж} = 450 \text{ Дж}$

Теперь вычислим КПД, подставив найденное значение полезной работы и данное значение теплоты от нагревателя в основную формулу:

$\eta = \frac{450 \text{ Дж}}{600 \text{ Дж}} \times 100\% = 0.75 \times 100\% = 75\%$

Также можно сразу подставить выражение для работы в формулу КПД:

$\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \times 100\% = \frac{600 \text{ Дж} - 150 \text{ Дж}}{600 \text{ Дж}} \times 100\% = \frac{450}{600} \times 100\% = 75\%$

Ответ: КПД теплового двигателя равен 75%.