Задание 4 Параграф 89 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение: 4. В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания 4,3 * 10^7 Дж/кг. Расширяясь, газ совершает работу 10 кВт * ч. На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки? *Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания. 10 myakishev10 89-4 1026

Дано

$$m=2\ \text{кг}$$

$$q=4{,}3\cdot 10^7\ \text{Дж/кг}$$

$$A=10\ \text{кВт}\cdot \text{ч}$$

Ход решения

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

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