Параграф 26 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (2026) (Физика)
- Почему в тепловых двигателях только часть энергии топлива идёт на совершение механической работы?
- Что называют КПД теплового двигателя?
- Почему КПД двигателя меньше 100%?
- Можно ли внутреннюю энергию полностью превратить в механическую?
- Приведите примеры известных вам тепловых двигателей. Что служит в этих двигателях нагревателем; холодильником? Что используется в качестве рабочего тела?
- Количество теплоты, полученное рабочим телом теплового двигателя от нагревателя, равно $$35\ \text{кДж}$$. За то же время холодильнику было передано $$75\%$$ полученной энергии. Найдите КПД двигателя и совершённую им работу.
- Тепловой двигатель с КПД $$12\%$$ совершает за цикл работу $$150\ \text{Дж}$$. Определите количество теплоты, отданное за цикл холодильнику.
- Количество теплоты, отданное в атмосферу тепловым двигателем за один цикл, равно $$15\ \text{кДж}$$. КПД двигателя $$15\%$$. Определите количество теплоты, полученное за цикл от нагревателя.
Часть энергии рабочее тело отдает холодильнику, который нужен для возвращения рабочего тела в исходное состояние; кроме того, всегда есть потери теплоты при взаимодействии с окружающей средой.
Коэффициентом полезного действия теплового двигателя называют отношение совершённой двигателем работы к количеству теплоты, полученному от нагревателя:
$$\eta=\frac{A}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}\cdot100\%.$$
КПД меньше 100%, потому что часть энергии неизбежно теряется: не вся теплота, полученная от нагревателя, превращается в механическую работу.
Внутреннюю энергию полностью превратить в механическую нельзя: часть энергии обязательно передаётся окружающей среде. Ответ: нет.
Примеры тепловых двигателей:
- двигатель внутреннего сгорания: нагреватель — камера сгорания, рабочее тело — смесь воздуха и продуктов сгорания топлива, холодильник — окружающая среда;
- паровой двигатель: нагреватель — котёл, рабочее тело — водяной пар, холодильник — конденсатор;
- двигатель Стирлинга: нагреватель — горелка, рабочее тело — нагретый воздух, холодильник — регенератор.
1
Дано:
$$Q_1=35\ \text{кДж},\quad Q_2=75\%.$$
Найти: $$\eta,\ A.$$
Решение:
Так как холодильнику передано 75% полученной энергии, то на работу пошло 25%:
$$\eta=100\%-75\%=25\%.$$
Тогда работа двигателя:
$$A=\eta Q_1=\frac{25}{100}\cdot35=8{,}75\ \text{кДж}.$$
Переведём в джоули:
$$8{,}75\ \text{кДж}=8750\ \text{Дж}.$$
Ответ: $$\eta=25\%,\ A=8750\ \text{Дж}.$$
2
Дано:
$$\eta=12\%,\quad A=150\ \text{Дж}.$$
Найти: $$Q_2.$$
Решение:
Найдём количество теплоты, полученное от нагревателя:
$$\eta=\frac{A}{Q_1},\qquad Q_1=\frac{A}{\eta}=\frac{150}{0{,}12}=1250\ \text{Дж}.$$
Тогда теплота, отданная холодильнику:
$$Q_2=Q_1-A=1250-150=1100\ \text{Дж}.$$
Ответ: $$1100\ \text{Дж}.$$
3
Дано:
$$\eta=15\%,\quad Q_2=15\ \text{кДж}.$$
Найти: $$Q_1.$$
Решение:
По формуле КПД:
$$\eta=\frac{A}{Q_1},\qquad A=\eta Q_1=\frac{15}{100}Q_1=\frac{3}{20}Q_1.$$
Так как $$Q_1=A+Q_2,$$ получаем:
$$Q_1=\frac{3}{20}Q_1+15.$$
Тогда
$$Q_1-\frac{3}{20}Q_1=15,$$
$$\frac{17}{20}Q_1=15,$$
$$Q_1=\frac{15\cdot20}{17}=\frac{300}{17}\approx17{,}6\ \text{кДж}.$$
Ответ: $$Q_1\approx17{,}6\ \text{кДж}.$$
