Вариант 2 Задача 1. Как изменяется внутренняя энергия газа, если в тепловом двигателе он получил 0,45 кДж тепла и выполнил работу 15 Дж?

Задача 2. В тепловом двигателе температура холодильника составляет 0°C, а температура нагревателя равна 650°С. Каков коэффициент полезного действия такого двигателя?

Задача 3. Тепловая машина с КПД 40% выполнила работу 4 кДж. Какое количество теплоты получила машина и сколько теплоты было потеряно?

Физика 9 класс Тепловые машины и их эффективность внутренняя энергия газа Тепловой двигатель работа 15 Дж КПД теплового двигателя температура нагревателя Количество теплоты потеря теплоты Новый

Задача 1: Чтобы понять, как изменяется внутренняя энергия газа в тепловом двигателе, мы можем воспользоваться первым законом термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равно количеству теплоты, полученному системой, минус работа, выполненная системой.

Формула выглядит следующим образом:

ΔU = Q - A

где:

• ΔU - изменение внутренней энергии;
• Q - количество теплоты, полученное системой (в данном случае 0,45 кДж);
• A - работа, выполненная системой (в данном случае 15 Дж, что равно 0,015 кДж).

Теперь подставим известные значения:

ΔU = 0,45 кДж - 0,015 кДж = 0,435 кДж.

Таким образом, внутренняя энергия газа увеличилась на 0,435 кДж.

Задача 2: Для нахождения коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя, используем формулу:

η = (T1 - T2) / T1

где:

• η - коэффициент полезного действия;
• T1 - температура нагревателя в Кельвинах;
• T2 - температура холодильника в Кельвинах.

Температуры преобразуем в Кельвины:

• T1 = 650°C + 273 = 923 K;
• T2 = 0°C + 273 = 273 K.

Теперь подставим значения в формулу:

η = (923 K - 273 K) / 923 K = 650 K / 923 K ≈ 0,704.

Коэффициент полезного действия составляет примерно 70,4%.

Задача 3: Для нахождения количества теплоты, полученного тепловой машиной, используем формулу для КПД:

η = A / Q

где:

• A - работа, выполненная машиной (4 кДж);
• Q - количество теплоты, полученное машиной.

Из формулы можно выразить Q:

Q = A / η.

Подставим известные значения:

η = 0,4 (или 40%), A = 4 кДж:

Q = 4 кДж / 0,4 = 10 кДж.

Теперь найдем количество теплоты, которое было потеряно. Это можно сделать, вычитая работу из полученной теплоты:

Qпотеряно = Q - A = 10 кДж - 4 кДж = 6 кДж.

Таким образом, тепловая машина получила 10 кДж теплоты и потеряла 6 кДж.