Номер 130, страница 83, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 5. Тепловые явления - номер 130, страница 83.

Условие.

130. Для совершения работы, равной 38,7 МДж, в тепловом двигателе сожгли 3 кг дизельного топлива. Чему равен КПД этого двигателя?

Решение.

Дано:

Полезная работа $A_п = 38,7$ МДж

Масса дизельного топлива $m = 3$ кг

Удельная теплота сгорания дизельного топлива $q = 4,2 \cdot 10^7$ Дж/кг (табличное значение)

Перевод в систему СИ:

$A_п = 38,7 \cdot 10^6$ Дж

Найти:

КПД двигателя $\eta$

Решение:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы, совершенной двигателем ($A_п$), к количеству теплоты, полученному от сгорания топлива ($Q_1$), выраженное в процентах:

$\eta = \frac{A_п}{Q_1} \cdot 100\%$

Количество теплоты, которое выделяется при сгорании топлива, рассчитывается по формуле:

$Q_1 = q \cdot m$

где $\text{q}$ – удельная теплота сгорания топлива, а $\text{m}$ – его масса.

Подставим известные значения, чтобы найти количество теплоты, полученное от сгорания 3 кг дизельного топлива:

$Q_1 = 4,2 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг} \cdot 3 \text{ кг} = 12,6 \cdot 10^7$ Дж

Теперь рассчитаем КПД двигателя, используя полученное значение $Q_1$ и данное значение $A_п$:

$\eta = \frac{38,7 \cdot 10^6 \text{ Дж}}{12,6 \cdot 10^7 \text{ Дж}} \cdot 100\% = \frac{38,7}{126} \cdot 100\% \approx 0,30714 \cdot 100\% \approx 30,7\%$

Ответ: КПД этого двигателя равен примерно 30,7%.