Номер 1, страница 51 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Тепловые машины. Параграф 13. Паровая турбина. КПД тепловых двигателей. Задания и упражнения - номер 1, страница 51.

Условие.

1. Тепловой двигатель получил от нагревателя количество теплоты, равное 6 кДж, и отдал холодильнику количество теплоты, равное 3,6 кДж. Чему равна полезная работа, совершённая двигателем? Чему равен КПД теплового двигателя?

Решение.

Дано:

Количество теплоты от нагревателя, $Q_{нагревателя} = 6 \text{ кДж}$

Количество теплоты, отданное холодильнику, $Q_{холодильника} = 3,6 \text{ кДж}$

Перевод в систему СИ:

$Q_{нагревателя} = 6 \times 10^3 \text{ Дж} = 6000 \text{ Дж}$

$Q_{холодильника} = 3,6 \times 10^3 \text{ Дж} = 3600 \text{ Дж}$

Найти:

Полезная работа $A_{полезная}$ — ?

КПД двигателя $\eta$ — ?

Решение:

Чему равна полезная работа, совершённая двигателем?

Полезная работа, совершаемая тепловым двигателем, равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя ($Q_{нагревателя}$), и количеством теплоты, отданным холодильнику ($Q_{холодильника}$).

Формула для вычисления полезной работы:

$A_{полезная} = Q_{нагревателя} - Q_{холодильника}$

Подставим данные из условия задачи:

$A_{полезная} = 6 \text{ кДж} - 3,6 \text{ кДж} = 2,4 \text{ кДж}$

Ответ: полезная работа, совершённая двигателем, равна 2,4 кДж.

Чему равен КПД теплового двигателя?

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы ($A_{полезная}$) к количеству теплоты, полученному от нагревателя ($Q_{нагревателя}$), и обычно выражается в процентах.

Формула для расчёта КПД:

$\eta = \frac{A_{полезная}}{Q_{нагревателя}} \times 100\%$

Подставим в формулу ранее найденное значение полезной работы и данное количество теплоты от нагревателя:

$\eta = \frac{2,4 \text{ кДж}}{6 \text{ кДж}} \times 100\% = 0,4 \times 100\% = 40\%$

Ответ: КПД теплового двигателя равен 40%.