Номер 2, страница 31 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Тепловые явления. Самостоятельные работы. СР-26. КПД теплового двигателя. Вариант 1 - номер 2, страница 31.

Условие.

2. С какой целью введено понятие коэффициента полезного действия?

Решение.

Понятие коэффициента полезного действия (КПД) было введено с целью количественной оценки эффективности работы любого устройства, механизма или системы, преобразующей или передающей энергию. В реальных условиях любая машина или процесс не могут преобразовать всю затраченную энергию в полезную работу. Часть энергии неизбежно теряется, рассеиваясь в окружающую среду в виде тепла из-за трения, сопротивления воздуха, неполного сгорания топлива и других физических явлений.

КПД показывает, какая именно доля от всей подведенной к системе энергии (или совершенной над ней работы) превращается в полезную работу. Он является безразмерной величиной и определяется как отношение полезной работы $A_{полезная}$ к полной (затраченной) работе $A_{затраченная}$.

Формула для расчета КПД:

$ \eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} $

Часто КПД выражают в процентах:

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

Поскольку $A_{полезная}$ всегда меньше, чем $A_{затраченная}$, значение КПД всегда меньше 1 (или 100%).

Основные цели введения понятия КПД:

1. Сравнение: КПД позволяет объективно сравнивать эффективность различных машин и технологий. Устройство с более высоким КПД является более совершенным с точки зрения преобразования энергии.

2. Оптимизация: Для инженеров и ученых КПД является ключевым параметром, который они стремятся увеличить. Повышение КПД означает снижение бесполезных потерь энергии, что ведет к созданию более совершенных и экономичных устройств.

3. Экономическая и экологическая оценка: Высокий КПД напрямую связан с экономией ресурсов (топлива, электроэнергии) и снижением вредного воздействия на окружающую среду. Чем меньше энергии теряется впустую, тем меньше ресурсов требуется для выполнения той же полезной работы.

Таким образом, КПД является фундаментальной характеристикой, которая позволяет оценивать, сравнивать и совершенствовать любые процессы, связанные с преобразованием энергии.

Ответ: Понятие коэффициента полезного действия (КПД) введено для того, чтобы количественно оценивать и сравнивать эффективность машин, механизмов и процессов с точки зрения преобразования энергии. Он показывает, какая доля затраченной энергии идет на совершение полезной работы, что позволяет определять пути для уменьшения энергетических потерь и повышения экономичности и экологичности технологий.