В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания \(4{,}3 \cdot 10^7 \, \text{Дж/кг} \). Расширяясь, газ совершает работу \(10 \, \text{кВт·ч}\). На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?
Дано:
- Масса нефти: \( m = 2 \, \text{кг} \),
- Удельная теплота сгорания: \( q = 4{,}3 \cdot 10^7 \, \text{Дж/кг} \),
- Работа: \( A = 10 \, \text{кВт·ч} = 10 \cdot 3600 = 36 \cdot 10^6 \, \text{Дж}. \)
Решение:
Количество теплоты, выделенное при сгорании нефти:
\(Q = m \cdot q = 2 \cdot 4{,}3 \cdot 10^7 = 8{,}6 \cdot 10^7 \, \text{Дж}.\)
Изменение внутренней энергии газа:
\(\Delta U = Q - A = 8{,}6 \cdot 10^7 - 36 \cdot 10^6 = 5{,}0 \cdot 10^7 \, \text{Дж}.\)
КПД установки:
\(\eta = \frac{A}{Q} \cdot 100 = \frac{36 \cdot 10^6}{8{,}6 \cdot 10^7} \cdot 100 \approx 41{,}9\%.\)
Ответ:
Изменение внутренней энергии: \( \Delta U = 5{,}0 \cdot 10^7 \, \text{Дж} \),
КПД \( \eta \approx 41{,}9\% \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
В цилиндре находится газ, для нагревания которого сжигают нефть массой 2 кг с удельной теплотой сгорания \(4{,}3 \cdot 10^7 \, \text{Дж/кг} \). Расширяясь, газ совершает работу \(10 \, \text{кВт·ч}\). На сколько изменилась внутренняя энергия газа? Чему равен КПД установки?