Номер 37, страница 151 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

Работаем с формулами - номер 37, страница 151.

Условие.

37) $\eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \cdot 100\%$

________ равен отношению ________ к ________, полученной от нагревателя.

Решение.

37) На изображении представлена схема работы теплового двигателя и формула для расчёта его коэффициента полезного действия (КПД). Чтобы правильно заполнить все пропуски, необходимо понимать физические принципы, лежащие в основе работы тепловых двигателей.

Тепловой двигатель — это устройство, которое циклически преобразует тепловую энергию в механическую работу. Его работа всегда включает три основных элемента:

1. Нагреватель – тело или система с высокой температурой, которое служит источником энергии. От нагревателя рабочее тело (например, газ в цилиндре) получает количество теплоты $Q_1$.
2. Рабочее тело – вещество, которое совершает работу (например, газ, расширяющийся и толкающий поршень).
3. Холодильник – тело или система с более низкой температурой, которой рабочее тело отдает ту часть теплоты $Q_2$, которая не была преобразована в работу.

Согласно первому закону термодинамики (закону сохранения энергии), полезная работа $\text{A}$, совершённая двигателем за один цикл, равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя, и количеством теплоты, отданным холодильнику:

$A = Q_1 - Q_2$

Коэффициент полезного действия (КПД), обозначаемый греческой буквой $\eta$ (эта), является ключевой характеристикой эффективности двигателя. Он показывает, какая доля полученной от нагревателя теплоты преобразуется в полезную работу. КПД определяется как отношение полезной работы $\text{A}$ к количеству теплоты $Q_1$:

$\eta = \frac{A}{Q_1}$

Если подставить в эту формулу выражение для работы $\text{A}$, мы получим формулу, показанную на схеме:

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

Для выражения КПД в процентах, результат умножают на $100\%$.

Теперь, основываясь на этих определениях, можно заполнить все пропуски.

Заполнение схемы:

- Левый верхний прямоугольник является источником теплоты $Q_1$, поэтому в него нужно вписать «Нагреватель».
- Правый верхний прямоугольник принимает неиспользованную теплоту $Q_2$, поэтому в него нужно вписать «Холодильник».
- Левый средний прямоугольник обозначает саму систему, эффективность которой ($\eta$) мы определяем, поэтому туда следует вписать «Тепловой двигатель».

Заполнение предложения:

Пропущенные слова в предложении восстанавливают словесное определение КПД теплового двигателя.

Ответ:
Пропуски в схеме и предложении необходимо заполнить следующим образом:

В схеме:
Левый верхний прямоугольник: Нагреватель
Правый верхний прямоугольник: Холодильник
Левый средний прямоугольник: Тепловой двигатель

В предложении:
Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя равен отношению совершённой полезной работы к количеству теплоты, полученной от нагревателя.