10 задач по физике для 8 класса по теме «Тепловые двигатели» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
Тепловой двигатель получил от нагревателя 5000 Дж теплоты и совершил полезную работу 1000 Дж. Определите КПД двигателя. Ответ дайте в процентах.
Дано: Q₁ = 5000 Дж; A = 1000 Дж.
Найти: η.
Решение:
КПД теплового двигателя определяется по формуле:
η = (A / Q₁) · 100%.
Подставим значения:
η = (1000 / 5000) · 100% = 20%.
Ответ: 20%.
За цикл работы тепловой двигатель получил от нагревателя 8000 Дж теплоты и передал холодильнику 5000 Дж теплоты. Определите полезную работу двигателя за один цикл.
Дано: Q₁ = 8000 Дж; Q₂ = 5000 Дж.
Найти: A.
Решение:
Полезная работа теплового двигателя равна разности полученной и переданной холодильнику теплоты:
A = Q₁ − Q₂.
Подставим значения:
A = 8000 − 5000 = 3000 Дж.
Ответ: 3000 Дж.
В топке теплового двигателя сожгли 0,02 кг топлива. Удельная теплота сгорания топлива равна 46 000 000 Дж/кг. Какое количество теплоты выделилось при сгорании топлива?
Дано: m = 0,02 кг; q = 46 000 000 Дж/кг.
Найти: Q.
Решение:
Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива, определяется по формуле:
Q = qm.
Подставим значения:
Q = 46 000 000 · 0,02 = 920 000 Дж.
Ответ: 920 000 Дж.
Тепловой двигатель получил от нагревателя 12 000 Дж теплоты. За цикл двигатель совершил полезную работу 3000 Дж. Определите количество теплоты, переданное холодильнику за один цикл.
Дано: Q₁ = 12 000 Дж; A = 3000 Дж.
Найти: Q₂.
Решение:
Полезная работа двигателя равна разности полученной и переданной теплоты:
A = Q₁ − Q₂.
Выразим количество теплоты, переданное холодильнику:
Q₂ = Q₁ − A.
Подставим значения:
Q₂ = 12 000 − 3000 = 9000 Дж.
Ответ: 9000 Дж.
В тепловом двигателе сожгли 0,01 кг бензина. Удельная теплота сгорания бензина равна 46 000 000 Дж/кг. Полезная работа двигателя составила 92 000 Дж. Определите КПД двигателя. Ответ дайте в процентах.
Дано: m = 0,01 кг; q = 46 000 000 Дж/кг; A = 92 000 Дж.
Найти: η.
Решение:
1. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании бензина:
Q₁ = qm.
Q₁ = 46 000 000 · 0,01 = 460 000 Дж.
2. Вычислим КПД двигателя:
η = (A / Q₁) · 100%.
η = (92 000 / 460 000) · 100% = 20%.
Ответ: 20%.
Небольшой тепловой двигатель работает на топливе с удельной теплотой сгорания 42 000 000 Дж/кг. За время работы двигатель сжёг 0,005 кг топлива. КПД двигателя равен 30%. Определите полезную работу, совершённую двигателем.
Дано: q = 42 000 000 Дж/кг; m = 0,005 кг; η = 30%.
Найти: A.
Решение:
1. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива:
Q₁ = qm.
Q₁ = 42 000 000 · 0,005 = 210 000 Дж.
2. Используем формулу КПД:
η = (A / Q₁) · 100%.
Выразим полезную работу:
A = ηQ₁ / 100%.
A = 30 · 210 000 / 100 = 63 000 Дж.
Ответ: 63 000 Дж.
За один цикл тепловой двигатель получает от нагревателя 24 000 Дж теплоты и передаёт холодильнику 18 000 Дж теплоты. Двигатель совершает 1 цикл за 20 с. Определите среднюю полезную мощность двигателя.
Дано: Q₁ = 24 000 Дж; Q₂ = 18 000 Дж; t = 20 с.
Найти: N.
Решение:
1. Найдём полезную работу двигателя за один цикл:
A = Q₁ − Q₂.
A = 24 000 − 18 000 = 6000 Дж.
2. Вычислим среднюю полезную мощность:
N = A / t.
N = 6000 / 20 = 300 Вт.
Ответ: 300 Вт.
Тепловой двигатель должен совершить полезную работу 92 000 Дж. Его КПД равен 20%. Для работы используется бензин с удельной теплотой сгорания 46 000 000 Дж/кг. Какую массу бензина необходимо сжечь для выполнения этой работы?
Дано: A = 92 000 Дж; η = 20%; q = 46 000 000 Дж/кг.
Найти: m.
Решение:
1. Найдём количество теплоты, которое необходимо получить от топлива:
η = (A / Q₁) · 100%.
Выразим Q₁:
Q₁ = A · 100% / η.
Q₁ = 92 000 · 100 / 20 = 460 000 Дж.
2. Используем формулу количества теплоты при сгорании топлива:
Q₁ = qm.
Выразим массу топлива:
m = Q₁ / q.
m = 460 000 / 46 000 000 = 0,01 кг.
Ответ: 0,01 кг.
Автомобильный тепловой двигатель за 460 с сжёг 0,02 кг бензина. Удельная теплота сгорания бензина равна 46 000 000 Дж/кг, а КПД двигателя составляет 25%. Определите среднюю полезную мощность двигателя за это время.
Дано: m = 0,02 кг; q = 46 000 000 Дж/кг; η = 25%; t = 460 с.
Найти: N.
Решение:
1. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании бензина:
Q₁ = qm.
Q₁ = 46 000 000 · 0,02 = 920 000 Дж.
2. Вычислим полезную работу двигателя:
A = ηQ₁ / 100%.
A = 25 · 920 000 / 100 = 230 000 Дж.
3. Определим среднюю полезную мощность:
N = A / t.
N = 230 000 / 460 = 500 Вт.
Ответ: 500 Вт.
Автомобиль движется по горизонтальной дороге. Его тепловой двигатель сжигает 0,1 кг бензина, удельная теплота сгорания которого равна 46 000 000 Дж/кг. КПД двигателя составляет 25%. За счёт полезной работы двигателя автомобиль проходит 2300 м. Определите среднюю силу тяги автомобиля, считая её постоянной.
Дано: m = 0,1 кг; q = 46 000 000 Дж/кг; η = 25%; s = 2300 м.
Найти: F.
Решение:
1. Найдём количество теплоты, выделившееся при сгорании бензина:
Q₁ = qm.
Q₁ = 46 000 000 · 0,1 = 4 600 000 Дж.
2. Определим полезную работу двигателя:
A = ηQ₁ / 100%.
A = 25 · 4 600 000 / 100 = 1 150 000 Дж.
3. Используем формулу механической работы:
A = Fs.
Выразим силу тяги:
F = A / s.
F = 1 150 000 / 2300 = 500 Н.
Ответ: 500 Н.