Номер 5, страница 141 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тренировочный тест № 3 «Тепловые машины» - номер 5, страница 141.

Условие.

5. КПД теплового двигателя равен 30%. Это означает, что отношение

1) количества теплоты, полученного двигателем в результате сгорания топлива, к массе этого топлива равно 0,3

2) количества теплоты, полученного двигателем от нагревателя, ко времени, в течение которого оно передавалось, равно 0,3

3) совершённой двигателем полезной работы к энергии, полученной им от нагревателя, равно 0,3

4) совершённой двигателем полезной работы к массе топлива, сгоревшего при этом, равно 0,3

Ответ: ☐

Решение.

Решение

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя, обозначаемый греческой буквой $\eta$ (эта), по определению является отношением совершённой двигателем полезной работы $A_{полезная}$ к количеству теплоты $Q_{нагревателя}$, полученному от нагревателя (например, в результате сгорания топлива). Формула для расчёта КПД:

$\eta = \frac{A_{полезная}}{Q_{нагревателя}}$

В задаче указано, что КПД теплового двигателя равен 30%. Чтобы выразить это значение в виде десятичной дроби для использования в формуле, необходимо разделить проценты на 100:

$\eta = 30\% = \frac{30}{100} = 0,3$

Таким образом, утверждение "КПД теплового двигателя равен 30%" означает, что отношение полезной работы к полученной теплоте равно 0,3, то есть $\frac{A_{полезная}}{Q_{нагревателя}} = 0,3$.

Теперь проанализируем предложенные варианты ответа:

1) отношение количества теплоты, полученного двигателем в результате сгорания топлива, к массе этого топлива равно 0,3. Это отношение $\frac{Q_{топлива}}{m_{топлива}}$ представляет собой удельную теплоту сгорания топлива ($\text{q}$), а не КПД. Этот вариант неверен.

2) отношение количества теплоты, полученного двигателем от нагревателя, ко времени, в течение которого оно передавалось, равно 0,3. Это отношение $\frac{Q_{нагревателя}}{t}$ является тепловой мощностью, подводимой к двигателю, а не КПД. Этот вариант неверен.

3) отношение совершённой двигателем полезной работы к энергии, полученной им от нагревателя, равно 0,3. Это утверждение в точности соответствует определению КПД: $\frac{A_{полезная}}{Q_{нагревателя}} = 0,3$. Количество теплоты, полученное от нагревателя, и есть энергия, полученная от него. Этот вариант верен.

4) отношение совершённой двигателем полезной работы к массе топлива, сгоревшего при этом, равно 0,3. Это отношение $\frac{A_{полезная}}{m_{топлива}}$ не является безразмерной величиной КПД и имеет другую физическую суть. Этот вариант неверен.

Следовательно, правильным является утверждение под номером 3.

Ответ: 3