Тепловые двигатели и ДВС, КПД: 8 класс
Узнаём, как теплота превращается в работу и почему КПД двигателя меньше 100 %. Ниже — кратко о главном, таблица, формулы и частые ошибки.
Все 12 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 4 урока с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 12 заданий на 3 уровнях: разминка, основной, сложный.
Тепловые двигатели и ДВС, КПД — кратко
Узнаём, как теплота превращается в работу и почему КПД двигателя меньше 100 %.
- η = A п : Q · 100 %η — КПД, A п — полезная работа, Q — энергия сгоревшего топлива, Q = q · m
- Закон сохранения и превращения энергии
Энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно. Она только превращается из одного вида в другой или передаётся от одного тела к другому, а её общее количество остаётся неизменным.
- Тепловой двигатель
Тепловой двигатель — машина, в которой внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Любой тепловой двигатель состоит из нагревателя, рабочего тела (газа или пара) и холодильника.
- КПД
Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя — отношение полезной работы к энергии, полученной от сгорания топлива, выраженное в процентах.
- Связь через КПД нагревателя
Если нагреватель (горелка, печь, кипятильник) передаёт телу только часть энергии, полезная теплота Q пол = η · Q затр. Для горелки Q затр = q · m топлива.
Тепловые двигатели и ДВС, КПД в таблице
| Процесс | Формула | Что в ней |
|---|---|---|
| нагрев или остывание | Q = c · m · (t2 − t1) | c — удельная теплоёмкость |
| плавление, отвердевание | Q = λ · m | λ — удельная теплота плавления |
| кипение, конденсация | Q = L · m | L — удельная теплота парообразования |
| сгорание топлива | Q = q · m | q — удельная теплота сгорания |
| теплообмен | Q отд = Q пол | уравнение теплового баланса |
| тепловой двигатель | η = A п : Q · 100 % | КПД |
Пример с ответом
Условие. Свинцовый шар массой 1 кг упал с высоты 20 м на каменную плиту и не отскочил. Считая, что вся механическая энергия перешла во внутреннюю энергию шара, найдите, на сколько он нагрелся. c свинца 140 Дж/(кг · °C), g = 10 Н/кг.
Ответ. Примерно на 1,4 °C.
3 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Закон сохранения энергии в тепловых процессах».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1Трение превращает механическую энергию во внутреннюю — тела нагреваются. Общая энергия сохраняется.
-
Ошибка 2«Потери» — энергия, перешедшая в бесполезную для нас форму, чаще всего во внутреннюю энергию окружающего воздуха. Она никуда не делась.
-
Ошибка 3Работу газ совершает только в третьем такте. В трёх других работу совершают над газом — за счёт маховика.
Физика · 8 класс
Что внутри темы
- Урок 1Закон сохранения энергии в тепловых процессах
- Урок 2Тепловые двигатели и ДВС
- Урок 3КПД теплового двигателя
- Урок 4Проверь себя: тепловые явления
В полном тренажёре — 4 урока с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Применять закон сохранения энергии к тепловым процессам
- Называть части теплового двигателя: нагреватель, рабочее тело, холодильник
- Описывать четыре такта двигателя внутреннего сгорания
- Находить КПД теплового двигателя
- Объяснять, почему КПД двигателя меньше 100 %
- Называть экологические проблемы тепловых машин
Ключевые понятия:закон сохранения и превращения энергиитепловой двигательнагревательрабочее телохолодильникдвигатель внутреннего сгораниятактпаровая турбинаКПД теплового двигателя
Что требует школьная программа
Формулировать закон сохранения и превращения энергии в тепловых процессах; описывать принцип действия теплового двигателя и двигателя внутреннего сгорания; рассчитывать КПД теплового двигателя; обсуждать экологические последствия использования тепловых машин.
Что повторить и что дальше
Плавление, испарение, кипение и влажность воздухаФизика, 8 класс
Физика, 8 класс
Вопросы
Тепловые двигатели и ДВС, КПД · 8 классВ каком классе проходят тему «Тепловые двигатели и ДВС, КПД»?
В 8 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Плавление, испарение, кипение и влажность воздуха (8 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 8 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
