Задачи на КПД тепловых двигателей с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на КПД тепловых двигателей».
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
Масса топлива |
m |
кг |
|
Удельная теплота сгорания топлива |
q |
Дж/кг |
|
Полезная работа |
Ап |
Дж |
Ап = ɳ Q |
Затраченная энергия |
Q |
Дж |
Q = qm |
КПД |
ɳ |
% |
 |
Относится ли ружьё к тепловым двигателям? Да, так как при выстреле внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 110,4 МДж потребовалось 8 кг бензина.
Задача № 2. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 220,8 МДж потребовалось 16 кг бензина.
Задача № 3. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 27,6 МДж потребовалось 2 кг бензина.
Задача № 4. На теплоходе установлен дизельный двигатель мощностью 80 кВт с КПД 30%. На сколько километров пути ему хватит 1 т дизельного топлива при скорости движения 20 км/ч? Удельная теплота сгорания дизельного топлива 43 МДж/кг.
Задача № 5. Патрон травматического пистолета «Оса» 18 x 45 мм, содержит резиновую пулю массой 8,4 г. Определите КПД патрона, если пуля при выстреле приобрела скорость 140 м/с. Масса порохового заряда патрона составляет 0,18 г, удельная теплота сгорания пороха 3,8 • 106 Дж/кг.
Задача № 6. Первый гусеничный трактор конструкции А. Ф. Блинова, 1888 г., имел два паровых двигателя. За 1 ч он расходовал 5 кг топлива, у которого удельная теплота сгорания равна 30 • 106 Дж/кг. Вычислите КПД трактора, если мощность двигателя его была равна около 1,5 кВт.
Задача № 7. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 2,3 • 104 кДж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя.
Задача № 8. За 3 ч пробега автомобиль, КПД которого равен 25%, израсходовал 24 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля при этом пробеге?
Задача № 9. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 36 кВт за 1 ч работы израсходовал 14 кг бензина. Определите КПД двигателя.
Задача № 10. ОГЭ Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, 80 % теплоты, полученной от нагревания, передаёт охладителю. Количество теплоты, получаемое рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q1 = 6,3 Дж. Найти КПД цикла ɳ и работу А, совершаемую за один цикл.
Задача № 11. ЕГЭ Тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 2,94 кДж и отдаёт за один цикл охладителю количество теплоты Q2 = 13,4 кДж. Найти КПД цикла ɳ.
Задача № 12. Снегоуборочная машина мощностью 40 кВт за 1 час работы расходует примерно 5 л бензина. Каков КПД снегоуборочной машины? Удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг, плотность бензина — 710 кг/м3.
Краткая теория для решения Задачи на КПД тепловых двигателей.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на КПД тепловых двигателей». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Закон Ома.
- Посмотреть конспект «Тепловые машины. ДВС. Удельная теплота сгорания».
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
- Проверить свои знания по Физике.
75 Комментарии
Задача 9. Почему вы перевели 36 кВт как 36*10^6? 36кВт это же 36*10^3
Опечатка. Исправлено. Спасибо!
соглашусь
помогите пожалуйста
ДИЗЕЛЬНЫЙ двигатель БелАЗ-75710 совершает
полезную работу А = 450 кДж, если он поглощает
при сгорании топлива количество теплоты
Q-1,5 МДж. Определите КПД данного двигателя
11 задачу посмотри
по поводу задачи номер 6: у трактора 2 двигателя, в условии указана мощность 1500Вт одного. Значит мощность обоих должна быть 1500Вт×2? Это ошибка в решении, или я что-то не допоняла?
Стоит исходить из того, что эти 2 двигателя работали как один механизм.
помогите решить задачу, пожалуйста. сколько потребуется каменного угля, чтобы расплавить и превратить в воду 2 кг снега, если начальная его Т =-10°С, а кпд установки 12,5%. конечная Т воды 50°С.
На нагревание снега Q1 = c1 * m * (t2 – t1) = 2100 * 2 * (0 – (–10)) = 4,2 * 10^4 Дж.
На плавление снега Q2 = лямбда * m = 334 * 10^3 * 2 = 66,8 * 10^4 Дж.
На нагревание воды Q3 = c2 * m * (t3 — t2) = 4200 * 2 * 50 = 42 * 10^4 Дж.
По закону сохранения энергии Q1 + Q2 + Q3 = 0,125 * q * m1.
m1 = (Q1 + Q2 + Q3) / 0,125 * q = (4,2 + 66,8 + 42) * 10^4 / 0,125 * 29 * 10^6 = 0,32 кг.
Здравствуйте, не поможете решить задачу?
Паровой двигатель локомотива имеет КПД, равный 42 %. В качестве топлива в двигателе применяется уголь с теплотой сгорания 25 МДж/кг. Какое количество угля было затрачено в тепловом двигателе, если под действием силы тяги 350 кН паровоз прошёл 220 км?
А) 5,5 т Б) 7,3 т В) 9,4 т Г) 8,8 т
ответ Б)
кпд=A/Qн=Pt/qm,где P=Fт*U(скорость)=Fт*S/t
кпд=Fт*S*t/t*qm=Fт*S/qm
m=Fт*S/(кпд)*q=7333,3*10^-6*10^3=7,3т
Здравствуйте, поможете решить задачу? снегоуборочная машина мощностью 40 кВт за 1 час работы расходует примерно 5 л бензина. Каков КПД снегоуборочной машины? Удельная теплота сгорания бензина 46 мдж /кг ,плотность бензина 710 кг/м3.
Решение представлено в новой Задаче № 12.
Здравствуйте, помогите решить задачу. Определите КПД двигатель лёгкого автомобиля если за 0,5 часов работы он израсходовал 5,5 л бензина развиваю мощность до 29 кВт (плотность бензина равна 710 кг на метр в кубе)
Дано: Т = 0,5 ч; V = 5,5 л; N = 29 кВт/ч, р = 710 кг/м^3, q = 46*10^6 Дж/кг.
Решение: m = Vp = 0,0055 * 710 = 3,9 (кг)
n = Ап/Аз; n = Nt/qm * 100%
n = (29000 * 1800) / (46*10^6 * 3,9) * 100% = 29%.
2 л воды при температуре 80 градусов вынесли на улицу (температура на улице -20 градусов) и оставили на длительное время.Рассчитайте , какое количество теплоты выделится к тому моменту , когда вся вода превратится в лёд. ПОМОГИТЕ СРОЧНО ПОЖАЛУЙСТА
Дано: t1 = 80 °C, t2 = 0 °C, V = 2 л = 0,002 м3,
с = 4200 Дж/(кг·°С) — удельная теплоемкость воды,
р = 1000 кг/м3 — плотность воды.
Найти: Q — ?
Решение: Q = c·m·(t1 — t2); m = p·V.
m = 1000·0,002 = 2 кг;
Q = 4200·2·(80 — 0) = 672 000 Дж = 672 кДж.
Как решить вот эту задачу
1:25
V бензина =5литров
Найти:V массу
m = pV (масса = плотность * объем)
плотность бензина = 710 кг/м3
объем = 5л = 0,005 м3
m = 710кг/м3 * 0,005 м3 = 3,55 кг
Пожалуйста Быстро помогите мне
КПД тепловой машины составляет 20%. Во сколько раз количество тепла, полученного от обогревателя, больше проделанной им работы?
в 5 раз.
Здравствуйте, помогите пожалуйста с задачей
КПД дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320 (удельный расход топлива равен 224 г/Вт·ч, удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг) равен
2. Тепловая машина передаёт охладителю 80 % теплоты, полученной от нагревателя. Количество теплоты, получаемое рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q1 = 6,3 Дж. Найти КПД цикла ɳ и работу А, совершаемую за один цикл. Помогите
можете помочь с задачей, Определите коэффициент полезного действия теплового двигателя, в %, которыйполучает от нагревателя 6000Дж теплоты и отдает холодильнику 3000Дж.
Определите количество теплоты, получаемое от нагревателя тепловым двигателем с КПД 45 % за 1 с, если за это время бесполезно теряется 14 кДж энергии.
Здравствуйте почему в 4 задачи мы делим 20 на 3.6?
И как мы получили 3.6
Подробнее пожалуйста ответьте
Чтобы перевести км/ч в м/с, нужно разделить значение скорости (20) на коэффициент 3,6.
Какую полезную работу совершил двигатель с КПД 25% при сжигании 4 кг дизельного топлива, если удельная теплота сгорания топлива равна 43 МДж/кг?
Помогите решить задачу, пожалуйста.
Тепловая станция потребляет 15 Гкал энергии. КПД станции 45%. Сколько энергии станция производит?
20 Км/ час выражаем в м/ с . А для этого нужно 20 умножить на 1000,и разделить на 3600. Или же сразу 20 разделить на 3.6. Получим один и тот же ответ.
почему в задаче 4 при нахождении кпд не умножаем на 100?
Потому что в этой задаче неизвестной является s,а не кпд
⦁ Вычислите какое количество теплоты двигатель внутреннего сгорания отдает холодильнику, если его КПД 80%. При сгорании топлива выделяется 100 кДж теплоты помогите решить
Q1-100 кДж КПД-80%
Q2=100-80=20кДж (возможно не такое решение)
Помогите решить Количество теплоты, отданное нагревателем тепловому двигателю — 27 кДж. От теплового двигателя холодильнику передаётся 18 кДж. Найди работу, совершённую тепловым двигателем.
Здравствуйте поможите решить задачу.
Двигатель внутреннего сгорания мощностью 36 кВт за 10 секунд работы израсходовал 40 г керосина Найдите КПД двигателя
Не поможете? Задача.
После уменьшения в три раза количества теплоты, которую двигатель отдавал холодильнику его КПД оказался равным 28%. Определите, чему был изначально равен его КПД?
Помогите с задачей.
Автомобиль едет умеренно и прямолинейно. При сгорании топлива в двигателе
выделилась энергия 100к дж. Какая часть этой энергии превратилась в
механическую, если КПД двигателя 30%.
Решение. Ни кинетическая, ни потенциальная энергия автомобиля не изменялась. Выделившаяся энергия израсходована на преодоление различных видов трения; следовательно, вся энергия (100%) перешла во внутреннюю энергию нагревшихся шин, дороги, воздуха и т. д.
Автомобіль їде рівномірно і прямолінійно. При згорянні палива у двигуні
виділилась енергія 100к дж. Яка частина цієї енергії перетворилася на
механічну,якщо ККД двигуна 30%.
Здравствуйте помогите решить задачу, определить КПД паротурбинной электростанции если при мощности 500 мвт расходуется 145000 м3/ч природного газа с теплотой сгорания Q=33.5 МДж/м3
145000 м3/ч = 40,3 м3/с.
ɳ = N / (Q * v) = 500 * 10^6 / (33,5 * 10^6 * 40,3) = 37 %.
здравствуйие почему в 8ой задаче q= 46*10^6
Почему 46? Потому что в большинстве учебников и задачников по физике указано 46, хотя в БСЭ написано 44.
Почему 10^6? В физике нет таких жестких правил как в математике, поэтому для удобства расчета в МегаДжоулях на кг или для удобства последующего сокращения допускается и такая запись.
почему 12 задачи 4* 10 степени 4, а не степени 3
40 000 = 4 * 10^4
Здравствуйте, помогите пожалуйста решить задачу:
Чему равна мощность теплового двигателя, если за полчаса при сгорании топлива в нëм выделилось количество теплоты, равное 10,8 МДж? КПД двигателя равен 20%.
Буду очень благодарна)
t = 30 мин = 1800 с.
N (мощность) = Q * КПД / t = 10,8 * 10^6 * 0,2 / 1800 = 1200 Вт (1,2 кВт).
3. В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 22 мин, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%? (Удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг•°С), алюминия — 920 Дж/(кг•°С).)
Ответ: 24°С.
здравствуйте, помогите решить задачу пожалуйста.
идеальная тепловая машина работающая по циклу карно получает от нагревателя количество теплоты равное 600 Дж. температура нагревателя 600 градусов,температура холодильника на 500 градусов меньше. определите работу за один цикл. дано и решение
Дано: Q = 600 Дж, Т1 = 600 К, Т2 = 100 К.
Найти: А — ?
Решение: 1) КПД = 1 — Т2/Т1 = 1 — 100/600 = 0,833.
2) А = КПД * Q = 0,833 * 600 ≈ 500 Дж.
2. Мотор автомобиля, развивающий максимальную мощность 300 кВт. имеет КПД 20%. На какое время хватит 20 кг бензина при работе мотора с максимальной мощностью? Удельная теплота сгорания бензина 4,5*107 Дж/кг
ЗаланиеЗ. тепловой лвигатель внутреннего сгорания имеет темг ературу нагревателя 2727° с. : температура холодильника в 10 раз меньше. Определите:
а)КПД теплового двигателя; 11
б)Работу теплового двигателя, если известно, что количество теплоты, поступающей о1 нагревателя, равно 1000 кДж.
поможете срочно?
Здравствуйте, помогите пожалуйста решить задачу. На сколько градусов нагреется тарелка с супом в СВЧ печке, если мощность печки 1 кВт, в тарелке 0,5 литра супа, разогрев длится 3 мин, КПД 50%
Здравствуйте помогите с задачей :. Какую работу совершает воздух массой 0,16 кг при изобарном нагревании на 12°С? Молярная масса воздуха 0,29 кг/ моль.
Помогите с задачей пожалуйста: Создатели одного из автомобилей с двигателем на водородном топливе опубликовали результаты экспериментов: на 3,6 кг жидкого водорода их автомобиль может проехать 100 км, развивая мощность 190 кВт при максимальной скорости 230 км/ч. Какой КПД имеет двигатель этого автомобиля при движении на максимальной скорости? Удельная теплота сгорания газообразного водорода = 120 МДж/кг
Чему равен КПД паровой машины, если она получила от нагревателя 12 кДж энергии и совершает работу 3600 Дж?
КПД = Ап/Q * 100% = 3600 : 12000 * 100% = 30%
Спасибо
Стало немного понятнее
Определите полезную работу поршня, если КПД составляет 20 %, а поршень получает от нагревателя 4000 Дж.
КПД = А/Q * 100%
A = Q * КПД / 100% = 4000 Дж * 20% / 100% = 800 Дж.
ухты какие задачи.То что надо
Идеальная тепловая машина 70кДж теплоты получает от нагревателя, КПД — 20 %. Найти количество теплоты, отданное холодильнику. очень надо
КПД = 1 — Q2/Q1
Q2 = (1 — КПД) * Q1 = (1 — 20% / 100%) * 70 = 0,8 * 70 = 56 кДж.
ЗДравствуйте. ПОмогите,пожалуйста с решением. Зачем дано время?Транспортное средство, двигаясь с постоянной скоростью, совершает за 1 мин полезную работу 4,2 МДж, сжигая при этом 300 г солярки. Удельная теплота сгорания солярки 42 700 кДж/кг. Определите КПД теплового двигателя транспортного средства (в %). Ответ округлите до целых.
КПД = А/Q * 100% = А / (qm) * 100% = 4,2 МДж / (42,7 МДж/кг * 0,3 кг) * 100% = 33%
Время не участвует в расчетах, однако нужно, чтобы дать конкретные цифры по массе и полезной работе за это время.
За 3 минуты сгорит 900 г солярки, но на КПД это не повлияет, так как и полезной работы будет в 3 раза больше.
Какое количество теплоты потребуется для превращения в пар воду массой 100 г, взятый при температуре 15 С?
Дано: m = 100 г = 0,1 кг ; t1 = 15°C; t2 = 100°C; c = 4200 дж/кг*°С; L = 2,3*10^6 Дж/кг.
Найти: Q
Решение: Q=Q1+Q2 (Нагревание + Парообразование)
Q1 = m*c*(t2-t1) = 0,1 * 4200 * (100-15) = 35700 (Дж)
Q2 = L*m = 0,1 * 2,3*10^6 = 230000 (Дж)
Q = 230000 + 35700 = 265700 (Дж)
Ответ: 265,7 кДж.
КПД турбины составляет 40%. какое количество теплоты передано турбине нагревателем, если бесполезно теряется 12 кДж энергии?
Дано: Qп = 12000 Дж, КПД = 40% = 0,4
Найти: Qн — ?
КПД = (Qн — Qп) / Qн
Qн = (Qн — 12000)/0,4
Qн = Qн/0,4 — 12000/0,4
Qн/0,4 — Qн = 12000/0,4
Qн * (1/0,4 — 1) = 30000
Qн * 1,5 = 30000
Qн = 30000 / 1,5 = 20000 (Дж)
Ответ: 20 кДж.
Добрый день! Пожалуйста, помогите решить две задачи:
1) Двигатель внутреннего сгорания совершил работу, равную 55 МДж. При этом было затрачено 4,2 л бензина. Определите плотность бензина (в кг/м3), если КПД двигателя равен 40%. Ответ округлите до целого числа. Удельная теплота сгорания бензина равна 46 МДж/кг. В ответ запишите только число
2)Адиабатно расширяясь, идеальный газ, масса которого равна 1 кг, совершил работу, равную 8 кДж. Найдите изменение температуры этого газа, если его молярная масса равна 50 г/моль.
Большое спасибо!
1) А(п) = 55 МДж = 55 000 000 Дж
V = 4,2 л = 0,0042 м³
η = 40% = 0,4
p — ?
———
η = A(п) / А(з)
А(з) = А(п) / η = 55000000/0,4 = 137500000 (Дж)
А(з) = q*m => m = A(з) /q
q = 44 МДж/кг = 44000000 Дж/кг
m = 137500000/44000000 = 3,125 (кг)
m = p*V => p = m/V = 3,125/0,0042 = 744 (кг/м³)
Ответ: 744 кг/м³
2) при адиабатном расширении Q=0
Q = A + ΔU => ΔU =-A
3*m*R*ΔT/2*М = -A
ΔT = -2*A*M/3*m*R = -2*8*1000*50*10^-3/3*1*8,31 = -800/25 = -32 К
Ответ: температура уменьшится на 32 К.
. Определите полезную работу электрического двигателя, если он преобразует 80% потребляемой электроэнергии в механическую работу, затраченная работа электродвигателя равна 800 кДж.
помогите решить срочно!!!!!!
Дано: η (КПД двигателя) = 80% = 0,8; Q (затраченная работа двигателя) = 800 кДж.
Полезную работу данного двигателя определим из формулы: η = А / Q, откуда А = η * Q = 0,8 * 800 = 640 кДж.