Номер 26.5, страница 59 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 26.5, страница 59.

Условие.

Задание 26.5. Мотоцикл, двигаясь равномерно, развивает мощность 13 кВт, сжигая 400 г бензина за каждые 10 мин. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания мотоцикла. Ответ (в %) округлите до целого.

Решение.

Дано:

Мощность, $P = 13$ кВт

Масса бензина, $m = 400$ г

Время, $t = 10$ мин

Удельная теплота сгорания бензина, $q = 4.6 \cdot 10^7$ Дж/кг (справочное значение)

СИ:

$P = 13 \text{ кВт} = 13 \cdot 10^3 \text{ Вт} = 13000 \text{ Вт}$

$m = 400 \text{ г} = 0.4 \text{ кг}$

$t = 10 \text{ мин} = 10 \cdot 60 \text{ с} = 600 \text{ с}$

Найти:

КПД двигателя, $\eta$ - ?

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателя определяется как отношение полезной работы, совершенной двигателем, к общему количеству теплоты, выделившейся при сгорании топлива. Формула для КПД:

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

Полезная работа $A_{полезная}$, совершенная двигателем за время $\text{t}$ при мощности $\text{P}$, вычисляется по формуле:

$A_{полезная} = P \cdot t$

Подставим значения в системе СИ:

$A_{полезная} = 13000 \text{ Вт} \cdot 600 \text{ с} = 7\;800\;000 \text{ Дж} = 7.8 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

Затраченная энергия $Q_{затраченная}$ — это количество теплоты, которое выделяется при сгорании массы $\text{m}$ бензина. Она рассчитывается по формуле:

$Q_{затраченная} = q \cdot m$

где $\text{q}$ — удельная теплота сгорания бензина. Подставим значения:

$Q_{затраченная} = 4.6 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг} \cdot 0.4 \text{ кг} = 18\;400\;000 \text{ Дж} = 1.84 \cdot 10^7 \text{ Дж}$

Теперь можем рассчитать КПД двигателя, подставив найденные значения в основную формулу:

$\eta = \frac{7.8 \cdot 10^6 \text{ Дж}}{1.84 \cdot 10^7 \text{ Дж}} \cdot 100\% = \frac{7.8}{18.4} \cdot 100\% \approx 0.4239 \cdot 100\% \approx 42.39\%$

Согласно условию задачи, ответ необходимо округлить до целого числа.

$\eta \approx 42\%$

Ответ: 42.