Похожие вопросы
2025-10-28 18:35:38
В связи с сокращением энергозатрат количество теплоты Q1, которое поступало за один цикл от нагревателя теплового двигателя, уменьшили на 75 кДж. Чтобы КПД двигателя остался прежним, количество теплоты, которое уходит в окружающую среду за цикл, уменьшили на величину 30 кДж. Какой термический коэффициент полезного действия теплового двигателя?
Физика 11 класс Тепловые машины и коэффициент полезного действия Тепловой двигатель КПД Количество теплоты энергозатраты термический коэффициент физика 11 класс расчет КПД теплообмен термодинамика задачи по физике Новый
2025-10-28 18:36:07
Для решения задачи нам нужно использовать формулу для коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя, которая определяется следующим образом:
КПД = (Q1 - Q2) / Q1
Где:
- Q1 - количество теплоты, которое поступает от нагревателя;
- Q2 - количество теплоты, которое уходит в окружающую среду.
В данной задаче нам известно, что:
- Количество теплоты, которое поступает от нагревателя, уменьшилось на 75 кДж. Обозначим новое количество теплоты как Q1' = Q1 - 75 кДж;
- Количество теплоты, которое уходит в окружающую среду, уменьшилось на 30 кДж. Обозначим новое количество теплоты как Q2' = Q2 - 30 кДж.
Чтобы КПД остался прежним, мы можем записать уравнение для нового КПД:
КПД' = (Q1' - Q2') / Q1'
Теперь подставим выражения для Q1' и Q2':
КПД' = ((Q1 - 75) - (Q2 - 30)) / (Q1 - 75)
Упростим выражение в числителе:
КПД' = (Q1 - 75 - Q2 + 30) / (Q1 - 75)
Это можно записать как:
КПД' = (Q1 - Q2 - 45) / (Q1 - 75)
Теперь, чтобы КПД остался прежним (КПД' = КПД), необходимо, чтобы:
(Q1 - Q2 - 45) / (Q1 - 75) = (Q1 - Q2) / Q1
Теперь мы можем решить это уравнение для нахождения КПД. Умножим обе стороны на (Q1 - 75) * Q1:
(Q1 - Q2 - 45) * Q1 = (Q1 - Q2) * (Q1 - 75)
Раскроем скобки:
Q1 * (Q1 - Q2 - 45) = (Q1 - Q2) * Q1 - (Q1 - Q2) * 75
Упрощая, мы получим, что:
45 * Q1 = (Q1 - Q2) * 75
Теперь мы можем выразить Q1 - Q2:
Q1 - Q2 = (45/75) * Q1
Теперь подставим это значение в формулу КПД:
КПД = (Q1 - Q2) / Q1 = (45/75) * Q1 / Q1 = 45/75 = 0.6
Таким образом, термический коэффициент полезного действия теплового двигателя составляет:
КПД = 0.6 или 60%