Физика 8 класс
№1
В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты 2 МДж, передано холодильнику — 0,9 МДж. Определи КПД тепловой машины. (В процентах)
№2
Для ковки металла закупили паровой молот мощностью 364 кВт. При нагнетании пара поршень поднимается, для удара пар выпускается — молот опускается и происходит удар бойка по заготовке, находящейся на наковальне. При ковке металла в течение 1,6 час(-а) рабочее тело получило 6100 МДж тепла. Вычисли количество теплоты, полученное за это же время окружающей средой.
№3
Автомобиль мощностью 58 кВт расходует 23 кг дизельного топлива в час. Определи КПД двигателя автомобиля. (Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42000 кДж/кг)
№4
Определи, сколько вспышек горючей смеси происходит за 1 с в каждом цилиндре четырехкратного двигателя, вал которого совершает 2408 оборот(-а, ов) за 1 минуту
№5
Скутер едет со скоростью 20 км/ч. За 104 км пути он расходует 1 кг бензина. Определи полезную мощность двигателя, если КПД двигателя скутера равен 21%. (Удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг)
**№1. КПД тепловой машины**
КПД (КПД) тепловой машины определяется как отношение полезной работы к полученному теплу:
\[ \eta = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Полученное тепло}} \]
\[ \eta = \frac{2 \, \text{МДж} - 0,9 \, \text{МДж}}{2 \, \text{МДж}} \]
\[ \eta = \frac{1,1 \, \text{МДж}}{2 \, \text{МДж}} \]
\[ \eta = 0,55 \]
Теперь выразим КПД в процентах:
\[ \text{КПД, \%} = 0,55 \times 100\% = 55\% \]
**Ответ:** КПД тепловой машины составляет 55%.
---
**№2. Количество теплоты, переданное окружающей среде**
Зная мощность \( P \) и время \( t \), можно найти количество теплоты, используя следующую формулу:
\[ Q = Pt \]
\[ Q = 364 \, \text{кВт} \times 1,6 \, \text{ч} \]
Переведем часы в секунды (1 час = 3600 секунд):
\[ Q = 364 \, \text{кВт} \times 1,6 \, \text{ч} \times 3600 \, \text{с} \]
Вычислим:
\[ Q = 2,329,600 \, \text{кДж} \]
**Ответ:** Количество теплоты, переданное окружающей среде, составляет 2,329,600 кДж.
---
**№3. КПД двигателя автомобиля**
КПД двигателя (\( \eta \)) вычисляется как отношение полезной мощности к входной энергии топлива:
\[ \eta = \frac{\text{Полезная мощность}}{\text{Энергия топлива}} \]
\[ \eta = \frac{58 \, \text{кВт}}{23 \, \text{кг/ч} \times 42000 \, \text{кДж/кг}} \]
\[ \eta \approx \frac{58000 \, \text{Вт}}{966000 \, \text{кДж}} \]
\[ \eta \approx 0,0599 \]
Теперь выразим КПД в процентах:
\[ \text{КПД, \%} = 0,0599 \times 100\% \]
\[ \text{КПД, \%} \approx 5,99\% \]
**Ответ:** КПД двигателя автомобиля составляет примерно 5,99%.
---
**№4. Количество вспышек горючей смеси**
Четырехтактный двигатель завершает впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск за два оборота вала. Значит, за один оборот вала происходит половина цикла (половина впуска и половина выпуска).
\[ \text{Количество вспышек за 1 с} = \frac{2408 \, \text{об/мин}}{2} \times \frac{1 \, \text{мин}}{60 \, \text{с}} \]
Вычислим:
\[ \text{Количество вспышек за 1 с} \approx \frac{2408}{2} \times \frac{1}{60} \]
\[ \text{Количество вспышек за 1 с} \approx \frac{2408}{120} \]
\[ \text{Количество вспышек за 1 с} \approx 20,07 \]
**Ответ:** Примерно 20 вспышек горючей смеси происходит за 1 с в каждом цилиндре четырехтактного двигателя.
---
**№5. Полезная мощность двигателя скутера**
Полезная мощность (\( P_{\text{полезная}} \)) выражается как произведение КПД на полную мощность (\( P_{\text{полная}} \)):
\[ P_{\text{полезная}} = \eta \times P_{\text{полная}} \]
\[ P_{\text{полезная}} = 0,21 \times \text{Удельная теп