Номер 5, страница 145 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел. Параграф 35. Принципы работы тепловых двигателей. Задание 33 - номер 5, страница 145.

Условие.

5. Вычислите КПД двигателя, если он получил от нагревателя количество теплоты 150 МДж, а передал холодильнику 100 МДж.

Решение.

Дано:

Количество теплоты, полученное от нагревателя, $Q_1 = 150 \text{ МДж}$

Количество теплоты, переданное холодильнику, $Q_2 = 100 \text{ МДж}$

Перевод в систему СИ:

$Q_1 = 150 \times 10^6 \text{ Дж}$

$Q_2 = 100 \times 10^6 \text{ Дж}$

Найти:

КПД двигателя, $\eta$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы, совершённой двигателем ($\text{A}$), к количеству теплоты, полученному от нагревателя ($Q_1$). Полезная работа равна разности между полученной и отданной теплотой: $A = Q_1 - Q_2$.

Таким образом, формула для расчёта КПД через количество теплоты имеет вид:

$\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1}$

Подставим в формулу числовые значения, данные в условии. Так как мы вычисляем отношение, можно использовать значения в мегаджоулях (МДж), поскольку единицы измерения сократятся.

$\eta = \frac{150 \text{ МДж} - 100 \text{ МДж}}{150 \text{ МДж}} = \frac{50 \text{ МДж}}{150 \text{ МДж}}$

Сократив дробь, получаем:

$\eta = \frac{1}{3}$

Для выражения КПД в процентах, необходимо умножить полученное значение на 100%:

$\eta = \frac{1}{3} \times 100\% \approx 33.3\%$

Ответ: КПД двигателя составляет примерно $33.3\%$.