Номер 2, страница 142 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел. Параграф 35. Принципы работы тепловых двигателей. Вопросы в начале параграфа - номер 2, страница 142.

Условие.

✓ Что называют коэффициентом полезного действия?

Решение.

Что называют коэффициентом полезного действия?

Коэффициент полезного действия (КПД) — это физическая величина, которая характеризует эффективность системы (например, устройства, машины или двигателя) в отношении преобразования или передачи энергии. КПД показывает, какая доля всей полученной системой энергии преобразуется в полезную работу.

КПД является безразмерной величиной и обычно обозначается греческой буквой $ \eta $ (эта). Его можно рассчитать как отношение полезной работы $ A_{полезная} $ к полной (затраченной) работе $ A_{затраченная} $.

Формула для расчёта КПД в общем виде:

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

Также КПД можно выразить через отношение полезной мощности $ P_{полезная} $ к затраченной мощности $ P_{затраченная} $:

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

Часто КПД выражают в процентах, для этого полученное значение умножают на 100%:

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

В этих формулах $ A_{полезная} $ — это полезная работа, то есть работа, для выполнения которой предназначен механизм (например, работа по подъёму груза), а $ A_{затраченная} $ — это полная (затраченная) работа, то есть вся работа, совершённая приложенной силой, или вся энергия, подведённая к механизму (например, энергия, потребляемая электродвигателем от сети).

Согласно закону сохранения энергии, полезная работа всегда меньше затраченной ($ A_{полезная} < A_{затраченная} $), так как часть энергии неизбежно теряется на преодоление сил трения, нагрев деталей, излучение и другие побочные процессы. Поэтому КПД любого реального механизма всегда меньше 1 (или 100%).

Например, для теплового двигателя КПД определяется как отношение совершённой двигателем работы $ A $ к количеству теплоты $ Q_1 $, полученному от нагревателя:

$ \eta = \frac{A}{Q_1} = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{Q_2}{Q_1} $, где $ Q_2 $ — количество теплоты, отданное холодильнику.

Ответ: Коэффициентом полезного действия (КПД) называют физическую величину, равную отношению полезной работы (или мощности) к полной затраченной работе (или мощности). КПД характеризует эффективность преобразования или передачи энергии и показывает, какая часть затраченной энергии идёт на совершение полезной работы. Формула: $ \eta = \frac{A_{полезная}}{A_{затраченная}} $.