Какое количество теплоты получает тепловой двигатель с КПД 35% за 1 секунду, если за это время теряется 12 кДж энергии?

Физика 9 класс Тепловые машины и их эффективность Тепловой двигатель КПД 35% Количество теплоты потеря энергии 12 кДж физика 9 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, давайте сначала разберемся с понятиями, которые нам понадобятся. КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя показывает, какую часть получаемой теплоты он преобразует в полезную работу. В данном случае КПД составляет 35%.

Обозначим:

• Q - количество теплоты, получаемое двигателем;
• W - полезная работа, выполненная двигателем;
• Q_потеря - количество теплоты, которое теряется (в нашем случае 12 кДж).

По определению КПД, мы можем записать следующую формулу:

КПД = W / Q

Также известно, что вся теплота, которую получает двигатель, делится на полезную работу и теплоту, которая теряется:

Q = W + Q_потеря

Теперь мы можем выразить W через Q и КПД:

W = КПД * Q

Подставим это выражение в уравнение для Q:

Q = КПД * Q + Q_потеря

Теперь выразим Q:

Q - КПД * Q = Q_потеря

Q * (1 - КПД) = Q_потеря

Теперь можем выразить Q:

Q = Q_потеря / (1 - КПД)

Подставим известные значения. КПД у нас 35%, то есть 0.35, а Q_потеря равен 12 кДж:

Q = 12 кДж / (1 - 0.35)

Q = 12 кДж / 0.65

Теперь посчитаем:

Q ≈ 18.46 кДж

Итак, количество теплоты, которое получает тепловой двигатель за 1 секунду, составляет примерно 18.46 кДж.