КПД теплового двигателя — тренажёр для 8 класса
Тепловой двигатель получает энергию от топлива и совершает работу. Но не вся энергия превращается в работу: часть теряется с выхлопом, нагревом. КПД показывает, какая доля пошла в дело. У бензиновых двигателей КПД 25–30%, у дизелей 35–40%. В тренажёре задачи построены на вычислении КПД.
Что проверяет эта тема
- Понимать, что такое КПД теплового двигателя.
- Применять формулу η = A / Q · 100%.
- Различать полезную работу и затраченную энергию.
- Понимать, почему КПД < 100%.
Формулы и правила
| Что ищем | Формула | Обозначения |
|---|---|---|
| КПД | $η = A / Q \cdot 100%$ | η — КПД (%), A — полезная работа (Дж), Q — затраченная энергия (Дж). |
| Работа через КПД | $A = η \cdot Q / 100%$ | Выражаем из формулы. |
Разбор задачи по шагам
Задача: Двигатель получил 500 кДж тепла и совершил 100 кДж работы. Найти КПД.
Шаг 1. Записываем формулу. η = A / Q · 100%.
Шаг 2. Подставляем. A = 100 кДж, Q = 500 кДж.
Шаг 3. Считаем. η = 100 / 500 · 100% = 20%.
Шаг 4. Записываем ответ. η = 20%.
Ещё один разбор
Задача. Тепловой двигатель получил $829$ кДж и совершил $651$ кДж. КПД (%)?
Ответ: 78.5
Типичные ошибки
Почему: Оба «энергия»
Как проверить: A — полезная работа (что сделали). Q — вся энергия от топлива.
Почему: Оставляют 0,2
Как проверить: КПД в процентах. Умножайте на 100.
Почему: Не понимают физику
Как проверить: Нельзя получить больше, чем затратили. Закон сохранения энергии.
Типы задач в тренажёре
В тренажёре:
- Найти КПД (A и Q).
- Найти A по η и Q.
- Сравнение двигателей.
- Задачи с разными типами (бензин, дизель).
Ответ проверяется сразу.
Кому и когда это нужно
Тема изучается в 8 классе (введение) и 10 классе (подробно). В ОГЭ по физике — задание № 3.
Родителям: объясните на примере. «Почему у дизеля КПД выше, чем у бензина?» — дизель лучше сжимает топливо, меньше теряет на нагрев.
Частые вопросы
Почему КПД не может быть 100%?
Часть энергии всегда теряется: на нагрев, на выхлоп, на трение. Идеальный двигатель невозможен.
Какой КПД у лучших двигателей?
У современных дизелей — до 40–50%. У паровых турбин на ТЭЦ — до 40%. У бензиновых — 20–30%.
Примеры задач
Готовы попробовать свои силы?
В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.
Перейти к задачам