Задание 4 Параграф 89 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

1. В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой $$2\ \text{кг}$$ с удельной теплотой сгорания $$4{,}3 \cdot 10^7\ \text{Дж/кг}$$. Расширяясь, газ совершает работу $$10\ \text{кВт}\cdot\text{ч}$$. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?

$$m=2\ \text{кг}$$

$$q=4{,}3\cdot 10^7\ \text{Дж/кг}$$

$$A=10\ \text{кВт}\cdot \text{ч}$$

Количество теплоты, полученное газом при сгорании нефти:

$$Q=mq=2\cdot 4{,}3\cdot 10^7=8{,}6\cdot 10^7\ \text{Дж}$$

Переведём работу в джоули:

$$A=10\ \text{кВт}\cdot \text{ч}=10\cdot 3{,}6\cdot 10^6=3{,}6\cdot 10^7\ \text{Дж}$$

По первому закону термодинамики:

$$Q=A+\Delta U$$

Тогда изменение внутренней энергии газа:

$$\Delta U=Q-A=8{,}6\cdot 10^7-3{,}6\cdot 10^7=5{,}0\cdot 10^7\ \text{Дж}$$

КПД установки:

$$\eta=\frac{A}{Q}=\frac{3{,}6\cdot 10^7}{8{,}6\cdot 10^7}\approx 0{,}42$$

$$\eta\approx 42\%$$

Ответ

$$\Delta U=5{,}0\cdot 10^7\ \text{Дж}=50\ \text{МДж},\quad \eta\approx 42\%$$