Номер 26.4, страница 59 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 26.4, страница 59.

Условие.

Задание 26.4. Снегоход, двигаясь равномерно, развивает мощность 18 кВт, сжигая при этом за четверть часа 2 кг топлива. Удельная теплота сгорания топлива 42 000 $\frac{\text{кДж}}{\text{кг}}$. Определите КПД теплового двигателя снегохода. Ответ (в %) округлите до целого.

Решение.

Дано:

$P = 18$ кВт

$t = \frac{1}{4}$ часа

$m = 2$ кг

$q = 42 000 \frac{кДж}{кг}$

$P = 18 \times 10^3 \text{ Вт} = 18000$ Вт

$t = \frac{1}{4} \text{ ч} = \frac{1}{4} \times 3600 \text{ с} = 900$ с

$q = 42000 \times 10^3 \frac{Дж}{кг} = 4.2 \times 10^7 \frac{Дж}{кг}$

Найти:

$\eta$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы $A_{полезн}$ к количеству теплоты, полученному от сгорания топлива $Q_{затрач}$:

$\eta = \frac{A_{полезн}}{Q_{затрач}} \times 100\%$

Полезная работа, совершаемая двигателем снегохода с постоянной мощностью $\text{P}$ за время $\text{t}$, вычисляется по формуле:

$A_{полезн} = P \times t$

Подставим значения из системы СИ:

$A_{полезн} = 18000 \text{ Вт} \times 900 \text{ с} = 16200000 \text{ Дж}$

Количество теплоты, выделившееся при сгорании массы $\text{m}$ топлива с удельной теплотой сгорания $\text{q}$, рассчитывается по формуле:

$Q_{затрач} = q \times m$

Подставим значения из системы СИ:

$Q_{затрач} = 4.2 \times 10^7 \frac{Дж}{кг} \times 2 \text{ кг} = 8.4 \times 10^7 \text{ Дж} = 84000000 \text{ Дж}$

Теперь можем рассчитать КПД двигателя:

$\eta = \frac{16200000 \text{ Дж}}{84000000 \text{ Дж}} \times 100\% = \frac{162}{840} \times 100\% \approx 0.192857 \times 100\% \approx 19.2857\%$

Согласно условию задачи, ответ необходимо округлить до целого числа:

$\eta \approx 19\%$

Ответ: 19.