Какое количество теплоты получил тепловой двигатель за 121 минуту, если его полезная мощность составляет 2,1 кВт, а КПД равен 10%?

Физика 10 класс Тепловые машины и их эффективность Количество теплоты Тепловой двигатель полезная мощность КПД физика Энергия расчет 121 минута 2,1 кВт Новый

Для решения данной задачи необходимо использовать формулы, связанные с работой теплового двигателя, его мощностью и коэффициентом полезного действия (КПД).

Шаг 1: Определение полезной работы

Полезная мощность (P) теплового двигателя равна 2,1 кВт. Чтобы найти количество полезной работы (A), выполненной за 121 минуту, необходимо перевести время в часы и использовать формулу:

• 1 кВт = 1000 Вт
• 121 минуту необходимо перевести в часы: 121 мин / 60 мин/ч = 2,01667 ч
• Полезная работа: A = P * t = 2,1 кВт * 2,01667 ч = 4,24 кВт·ч

Теперь переведем кВт·ч в джоули, так как 1 кВт·ч = 3600000 Дж:

• A = 4,24 кВт·ч * 3600000 Дж/кВт·ч = 15264000 Дж

Шаг 2: Определение количества теплоты

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя равен 10% (или 0,1). Это означает, что только 10% от получаемого количества теплоты (Q) превращается в полезную работу. Таким образом, можно записать следующее уравнение:

• КПД = A / Q
• Q = A / КПД

Подставим известные значения в формулу:

• Q = 15264000 Дж / 0,1 = 152640000 Дж

Шаг 3: Ответ

Таким образом, количество теплоты, полученное тепловым двигателем за 121 минуту, составляет 152640000 Дж.