Номер 71, страница 271 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 71, страница 271.

Условие.

71. Определите КПД двигателя трактора, которому для выполнения работы 15 МДж потребовалось израсходовать 1,2 кг топлива с удельной теплотой сгорания 42 МДж/кг.

Решение.

Дано:

Полезная работа, $A_{полезная} = 15 \text{ МДж} = 15 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Масса топлива, $m = 1,2 \text{ кг}$

Удельная теплота сгорания топлива, $q = 42 \text{ МДж/кг} = 42 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$

Найти:

КПД двигателя, $η$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы, совершённой двигателем, к количеству теплоты, полученному от сгорания топлива.

Формула для расчёта КПД:

$η = \frac{A_{полезная}}{Q_{затраченная}} \cdot 100\%$

Где $A_{полезная}$ – полезная работа, а $Q_{затраченная}$ – количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива.

Количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива, рассчитывается по формуле:

$Q_{затраченная} = q \cdot m$

Сначала найдём количество теплоты, полученное при сгорании 1,2 кг топлива:

$Q_{затраченная} = 42 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} \cdot 1,2 \text{ кг} = 50,4 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Теперь, зная полезную работу и затраченное количество теплоты, можем рассчитать КПД двигателя:

$η = \frac{15 \cdot 10^6 \text{ Дж}}{50,4 \cdot 10^6 \text{ Дж}} \cdot 100\% = \frac{15}{50,4} \cdot 100\% \approx 0,2976 \cdot 100\% \approx 29,8\%$

Ответ: КПД двигателя трактора составляет примерно 29,8%.