Физика 8 класс
Вопрос 1
Может ли КПД тепловой машины быть равным 123 %?
Вопрос 2
Тепловой двигатель получил от нагревателя 8000 Дж теплоты и совершил полезную работу в 1835 Дж. Чему равен КПД этого двигателя (в %)? ответ округлите до цело числа.
Вопрос 3
Подвесной лодочный мотор имеет мощность 30 л. с. и КПД 20 %. На сколько километров пути ему хватит 20 л бензина при скорости 30 км/ч? Плотность бензина примите равной 800 кг/м3. ответ округлите до целого числа.
Нет, КПД тепловой машины не может быть равным 123%.
Объяснение:
КПД тепловой машины (КПД - коэффициент полезного действия) определяется отношением полезной работы, которую совершает машина, к полученной от нагревателя теплоте. КПД всегда является десятичной дробью или процентом, который не может быть больше 100%. В данном случае, если КПД равен 123%, тогда полезная работа стала бы больше, чем полученная от нагревателя теплота, что несовместимо с физическим законом сохранения энергии.
Вопрос 2:
КПД теплового двигателя равен 22%.
Решение:
КПД = (полезная работа / полученная теплота) * 100%
Подставим в формулу данные из условия:
КПД = (1835 / 8000) * 100%
КПД = 0.229375 * 100%
КПД ≈ 22% (округление до целого числа)
Ответ: КПД этого двигателя равен 22%.
Вопрос 3:
Лодочному мотору хватит на 55 км пути.
Решение:
Мощность лодочного мотора указана в лошадиных силах (л. с.), а для решения задачи нам необходимо перевести эту мощность в ватты.
1 л. с. = 735,5 Вт (округленно)
30 л. с. ≈ 22065 Вт
КПД = 20%
Работа двигателя = КПД * Поступившая энергия
Работа двигателя = 0.2 * 22065 Дж
Работа двигателя = 4413 Дж
По формуле связи работы с энергией:
Работа двигателя = Энергия / (путь * плотность)
Подставим известные данные:
Работа двигателя = 4413 Дж
Энергия = 20 * 8000 Дж (20 л бензина примем как 20 литров спирта, который обладает такой же теплотой сгорания)
Путь = ?
Плотность = 800 кг/м^3
4413 = 20 * 8000 / (путь * 800)
4413 * путь * 800 = 20 * 8000
путь = (20 * 8000) / (800 * 4413)
путь ≈ 55 (округление до целого числа)
Ответ: Лодочному мотору хватит на 55 км пути.