Похожие вопросы
2025-11-28 21:02:08
Как можно определить КПД двигателя внутреннего сгорания, если он совершил полезную работу 0,023 ГДж и израсходовал 2 кг бензина?
Какое количество теплоты получает тепловой двигатель с КПД 35%, если за 1 секунду теряется 12 кДж энергии?
Если КПД идеальной машины составляет 40%, а температура холодильника равна 7°C, как можно определить температуру нагревателя?
Физика 8 класс Тепловые машины и их КПД
2025-12-06 14:16:10
Давайте разберем ваши вопросы по порядку.
1. Определение КПД двигателя внутреннего сгорания.
КПД (коэффициент полезного действия) можно рассчитать по формуле:
КПД = (Полезная работа / Затраченная энергия) * 100%
В нашем случае полезная работа составляет 0,023 ГДж, а затраченная энергия - это количество теплоты, которое выделяется при сгорании 2 кг бензина.
- Сначала найдем, сколько энергии выделяется при сгорании 2 кг бензина. Обычно считается, что 1 кг бензина выделяет примерно 42 МДж тепла.
- Таким образом, затраченная энергия будет равна: 2 кг * 42 МДж/кг = 84 МДж.
Теперь подставим значения в формулу для КПД:
- КПД = (0,023 ГДж / 84 МДж) * 100% = (0,023 / 84) * 100%.
- КПД ≈ 0,02738 * 100% ≈ 2,74%.
Таким образом, КПД двигателя внутреннего сгорания составляет примерно 2,74%.
2. Количество теплоты, получаемое тепловым двигателем с КПД 35%.
Для нахождения количества теплоты, которое получает тепловой двигатель, можно использовать следующую формулу:
Q = W / КПД
где Q - количество теплоты, W - полезная работа, КПД - коэффициент полезного действия.
Мы знаем, что двигатель теряет 12 кДж энергии за 1 секунду, а КПД составляет 35% (или 0,35). Таким образом:
- Полезная работа W = 12 кДж * КПД = 12 кДж * 0,35 = 4,2 кДж.
- Теперь подставим W в формулу для Q: Q = 4,2 кДж / 0,35 ≈ 12 кДж.
Таким образом, количество теплоты, получаемое тепловым двигателем, составляет примерно 12 кДж.
3. Определение температуры нагревателя для идеальной машины с КПД 40% и температурой холодильника 7°C.
Для идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, можно использовать формулу:
КПД = 1 - (Tхолодильника / Tнагревателя)
где Tхолодильника - температура холодильника в Кельвинах, а Tнагревателя - температура нагревателя в Кельвинах.
Сначала преобразуем температуру холодильника из градусов Цельсия в Кельвины:
- Tхолодильника = 7°C + 273 = 280 K.
Теперь подставим известные значения в формулу для КПД:
- 0,40 = 1 - (280 / Tнагревателя).
- 280 / Tнагревателя = 1 - 0,40 = 0,60.
- Tнагревателя = 280 / 0,60 ≈ 466,67 K.
Теперь преобразуем температуру нагревателя обратно в градусы Цельсия:
- Tнагревателя = 466,67 K - 273 ≈ 193,67°C.
Таким образом, температура нагревателя составляет примерно 193,67°C.