Номер 26.2, страница 59 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 26.2, страница 59.

Условие.

Задание 26.2. а) Что означает фраза: «КПД идеального устройства равен 100%»?

б) Каковы приблизительные значения КПД двигателей внутреннего сгорания?

в) Что означает фраза: «КПД паровой турбины примерно равен 30%»?

Решение.

а) Коэффициент полезного действия (КПД), обозначаемый греческой буквой $\eta$ (эта), является мерой эффективности преобразования энергии. Он определяется как отношение полезной работы $A_{полезная}$ к полной затраченной энергии $Q_{затраченная}$, выраженное в процентах:

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

Фраза «КПД идеального устройства равен 100%» означает, что вся затраченная энергия без потерь преобразуется в полезную работу. В таком гипотетическом устройстве полезная работа равна затраченной энергии ($A_{полезная} = Q_{затраченная}$), и отсутствуют любые потери энергии на трение, нагрев окружающих тел, излучение и другие побочные процессы. В реальном мире создание устройства со 100% КПД невозможно, что следует, например, из второго начала термодинамики для тепловых двигателей.

Ответ: Это означает, что устройство преобразует всю подводимую к нему энергию в полезную работу, не имея абсолютно никаких энергетических потерь.

б) Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) имеют относительно невысокий КПД из-за значительных потерь тепла с выхлопными газами, через систему охлаждения и на преодоление трения. Приблизительные значения КПД для распространенных типов ДВС следующие.

Для бензиновых двигателей, устанавливаемых в легковых автомобилях, КПД обычно находится в диапазоне от 20% до 35%.

Дизельные двигатели, как правило, более эффективны, и их КПД составляет примерно от 30% до 45%. КПД крупных и низкооборотных судовых дизельных двигателей может превышать 50%.

Ответ: Приблизительные значения КПД двигателей внутреннего сгорания составляют 20-35% для бензиновых и 30-45% для дизельных двигателей.

в) Фраза «КПД паровой турбины примерно равен 30%» означает, что только 30% от всей тепловой энергии, подведенной к турбине с горячим паром, преобразуется в полезную механическую работу (например, вращение вала электрогенератора). Остальные 70% энергии являются потерями. В основном эти потери происходят в виде тепла, которое уносится с отработанным паром в конденсатор и затем рассеивается в окружающей среде. Таким образом, если на турбину поступило количество теплоты $Q_{затраченная}$, то полезная работа составит $A_{полезная} = 0.3 \cdot Q_{затраченная}$, а на потери придется $0.7 \cdot Q_{затраченная}$.

Ответ: Это означает, что 30% энергии, подведенной к турбине с паром, преобразуется в полезную работу, а остальные 70% теряются, в основном в виде тепла.