Номер 1.9, страница 137 - гдз по физике 8-11 класс учебник, задачник Гельфгат, Генденштейн

Тесты. Первый уровень - номер 1.9, страница 137.

Условие.

Т 1.9. Тепловая машина получила от нагревателя количество теплоты 500 кДж и передала холодильнику количество теплоты 300 кДж. Каков КПД этой тепловой машины?

А. 40%.

Б. 67%.

В. 25%.

Г. 60%.

Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Количество теплоты, полученное от нагревателя, $Q_н = 500$ кДж

Количество теплоты, переданное холодильнику, $Q_х = 300$ кДж

$Q_н = 500 \cdot 10^3$ Дж
$Q_х = 300 \cdot 10^3$ Дж

Найти:

КПД тепловой машины, $\eta$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины, обозначаемый как $\eta$, определяется как отношение полезной работы $\text{A}$, совершённой машиной, к количеству теплоты $Q_н$, полученному от нагревателя.

Формула для КПД имеет вид:

$\eta = \frac{A}{Q_н}$

Согласно первому закону термодинамики для теплового двигателя, полезная работа $\text{A}$ равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя ($Q_н$), и количеством теплоты, отданным холодильнику ($Q_х$):

$A = Q_н - Q_х$

Подставим это выражение для работы в формулу КПД:

$\eta = \frac{Q_н - Q_х}{Q_н} = 1 - \frac{Q_х}{Q_н}$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи. Расчет можно производить в килоджоулях, так как единицы измерения в числителе и знаменателе сократятся.

$\eta = \frac{500 \text{ кДж} - 300 \text{ кДж}}{500 \text{ кДж}} = \frac{200 \text{ кДж}}{500 \text{ кДж}} = \frac{2}{5} = 0.4$

Чтобы выразить КПД в процентах, необходимо умножить полученное значение на 100%:

$\eta = 0.4 \cdot 100\% = 40\%$

Полученный результат соответствует варианту ответа А.

Ответ: А. 40%.