Кпд механизма равен 80 процентов это значит что

2- КПД механизма равен 80%. Это означает, что : а) механизм

2- КПД механизма равен 80%. Это означает, что : а) механизм дает выигрыш силе в 80 раз. б) из каждых затраченных 100дж на совершение полезной работы расходуется 80дж. в) из каждых затраченных 100дж на совершение полезной работы расходуется 20дж. г) механизм дает выигрыш силе в 80 случаях из 100.

Миха Инатушенко 2019-08-25 19:03:58
Это означает, что из каждых затраченных 100Дж на совершение полезной работы идет 80Дж. Ответ: (2)
Александра 2019-08-25 19:06:34
ты лучший спс
, оставишь ответ?
Похожие вопросы
Вопросы ответы

У вас классный сайт! Продаёте? Добрый день, меня зовут Николай — я владелец нескольких интернет — проектов. Ищу новые

Николай Александрович Карфополитский

«Статистика приведена за 2005 год» В 2005 году не было стольких возможностей для получения работы не требующей вышки(да

2 — КПД механизма равен 80%. Это значит, что: а) механизм дает выигрыш силе в 80 раз. б) из каждых затраченных 100 дж на совершение полезной работы расходуется 80 дж. в) из каждых затраченных 100 дж на совершение полезной работы расходуется 20 дж. г) механизм дает выигрыш силе в 80 случаях из 100.

Правильный ответ на вопрос �� «2 — КПД механизма равен 80%. Это значит, что: а) механизм дает выигрыш силе в 80 раз. б) из каждых затраченных 100 дж на совершение . » по предмету �� Физика. Развернутая система поиска нашего сайта обязательно приведёт вас к нужной информации. Как вариант — оцените ответы на похожие вопросы. Но если вдруг и это не помогло — задавайте свой вопрос знающим оппонентам, которые быстро дадут на него ответ!

Похожие вопросы по физике

КПД механизма 80%. это значит, что а) механизм даёт выигрыш в силе в 80 раз. б) из каждых затраченных 100 Дж на совершение полезной работы идёт 20 Дж. в) из каждых затраченных 100 Дж на совершение полезной работы идёт 80 Дж.

Неподвижный блок: а) дает выигрыш в силе б) дает выигрыш в работе в) дает выигрыш и в силе и в работе г) не дает выигрыш ни в силе не в работе

Подъем груза с помощью подвижного блока при отсутствии сил трения 1) дает выигрыш в силе и в работе в 2 раза 2) дает выигрыш в силе в 2 раза и проигрыш в работе в 2 раза 3) дает выигрыш в силе в 2 раза, выигрыша в работе не дает 4) не дает выигрыша

Неподвижный блок . А) дает выигрыш в силе в 2 раз Б) дает выигрыш в силе в 4 раза С) ждет выигрыш в силе 0.5 раза Д) не дает выигрыша в силе

А КПД = 30 %. Значит, бесполезная работа больше полезной работы. Б КПД = 60 %. Значит, полезная работа больше половины полной работы. В КПД = 50 %. Значит, полезная работа равна половине бесполезной работы. Г КПД = 30 %.

Помогите с ответом
Найдите площадь ромба, если его высота равна 16 см, а острый угол равен 30
Нет ответа

Сделайте синтасический разбор предложений: Быстро растаял под лучами яркого солнца снег. Хороши летом глазастые ромашки! Идёшь в тишине, и уха коснётся трубный звук.

Нет ответа
С. Сахарнов «Летучая рыба»
Нет ответа
Вычислите: 4/5 * 10/27 * 15/16 4/7 * 35/36 * 3/5 30/77 * 11/18 * 3/25 20/13 * 39/100 * 10/21
Нет ответа

Объясните, почему уважение американцев к труду можно считать одной из причин подъёма экономики. 19 Век

Нет ответа

Главная » Физика » 2 — КПД механизма равен 80%. Это значит, что: а) механизм дает выигрыш силе в 80 раз. б) из каждых затраченных 100 дж на совершение полезной работы расходуется 80 дж. в) из каждых затраченных 100 дж на совершение полезной работы расходуется 20 дж.

Что такое эффективность. Разбираемся, что такое КПД

Мы решили выяснить, что такое эффективность. Хотя бы применительно к технике, где ее часто отождествляют с коэффициентом полезного действия, КПД. Как выяснилось, КПД далеко не всегда можно однозначно измерить, иногда оказывается, что больше ста процентов и часто больше — не значит лучше.

КПД, по своему определению, это отношение полученной энергии к затраченной. Если двигатель сжигает бензин и только треть образовавшегося тепла превращается в энергию движения автомобиля, то КПД равен одной трети или (округляя до целых) 33%. Если лампочка дает световой энергии в пятьдесят раз меньше потребляемой электрической, ее КПД равен 1/50 или 2%. Однако тут сразу возникает вопрос: а если лампочка продается как инфракрасный обогреватель? После того как продажа ламп накаливания была запрещена, точно такие же по конструкции устройства стали продаваться как «инфракрасные обогреватели», поскольку именно в тепло преобразуется свыше 95% электроэнергии.

(Бес)полезное тепло

Обычно тепло, выделяющееся при работе чего-либо, записывают в потери. Но это далеко не бесспорно. Электростанция, например, превращает в электроэнергию примерно треть выделяющегося при сгорании газа или угля тепла, однако еще часть энергии может при этом пойти на нагрев воды. Если горячее водоснабжение и теплые батареи тоже записать в полезные результаты работы ТЭЦ, то КПД вырастет на 10-15%.

Схожим примером может служить автомобильная «печка»: она передает в салон часть тепла, образующегося при работе двигателя. Это тепло может быть полезным и необходимым, а может рассматриваться как потери: по этой причине оно обычно не фигурирует в расчетах КПД автомобильного мотора.

Особняком стоят такие устройства, как тепловые насосы. Их КПД, если считать его по соотношению выданного тепла и затраченного электричества, больше 100%, однако это не опровергает основы термодинамики. Тепловой насос перекачивает тепло от менее нагретого тела к более нагретому и затрачивает на это энергию, так как без затрат энергии подобное перераспределение теплоты запрещено той же термодинамикой. Если тепловой насос берет из розетки киловатт, а выдает пять киловатт тепла, то четыре киловатта будут взяты из воздуха, воды или грунта вне дома. Окружающая среда в том месте, откуда устройство черпает тепло, остынет, а дом прогреется. Но потом эта теплота вместе с потраченной насосом энергией все равно рассеется в пространстве.

Много или эффективно?

Некоторые устройства имеют очень высокий КПД, но при этом — неподходящую мощность.

Электрические моторы тем эффективнее, чем они больше, однако поставить электровозный двигатель в детскую игрушку физически невозможно и экономически бессмысленно. Поэтому КПД двигателей в локомотиве превышает 95%, а в маленькой машинке на радиоуправлении — от силы 80%. Причем в случае с электрическим двигателем его эффективность зависит так же от нагрузки: недогруженный или перегруженный мотор работает с меньшим КПД. Правильный подбор оборудования может значить даже больше, чем просто выбор устройства с максимальным заявленным КПД.

Если электрические моторы выпускаются для самых разных целей, от вибраторов в телефонах до электровозов, то вот ионный двигатель имеет гораздо меньшую нишу. Ионные двигатели эффективны, экономичны, долговечны (работают без выключения годами), но включаются только в вакууме и дают очень малую тягу. Они идеально подходят для отправки в дальний космос научных аппаратов, которые могут лететь к цели несколько лет и для которых экономия топлива важнее затрат времени.

Электрические моторы, кстати, потребляют почти половину всей вырабатываемой человечеством электроэнергии, так что даже разница в одну сотую процента в мировом масштабе может означать необходимость построить еще один ядерный реактор или еще один энергоблок ТЭЦ.

Эффективно или дешево?

Энергетическая эффективность далеко не всегда тождественна экономической. Наглядный пример — светодиодные лампы, которые до недавнего времени проигрывали лампам накаливания и флуоресцентным «энергосберегайкам». Сложность изготовления белых светодиодов, дороговизна сырья и, с другой стороны, простота лампы накаливания заставляли выбирать менее эффективные, но зато дешевые источники света.

Кстати, за изобретение синего светодиода, без которого бы нельзя было сделать яркую белую лампу, японские исследователи получили в 2014 году Нобелевскую премию. Это не первая премия, вручаемая за вклад в развитие освещения: в 1912 году наградили Нильса Далена, изобретателя, который усовершенствовал ацетиленовые горелки для маяков.

Другой пример эффективных, но очень дорогих устройств — солнечные батареи на основе арсенида галлия (полупроводник с формулой GaAs). Их КПД достигает почти 30%, что в полтора-два раза выше используемых на Земле батарей на основе куда более распространенного кремния. Высокая эффективность оправдывает себя только в космосе, куда доставка одного килограмма груза может стоить почти как килограмм золота. Тогда экономия на массе батареи будет оправдана.

КПД линий электропередач можно поднять за счет замены меди на лучше проводящее ток серебро, однако серебряные кабели слишком дороги и потому используются разве что в единичных случаях. А вот к идее построить сверхпроводящие ЛЭП из дорогой и требующей охлаждения жидким азотом редкоземельной керамики в последние годы несколько раз обращались на практике. В частности, такой кабель уже проложен и подключен в германском городе Эссене. Он рассчитан на 40 мегаватт электрической мощности при напряжении в десять киловольт. Кроме того что потери на нагрев сведены к нулю (однако взамен нужно питать криогенные установки), такой кабель намного компактнее обычного и за счет этого можно сэкономить на покупке дорогой земли в центре города или отказаться от прокладки дополнительных туннелей.

Не по общим правилам

Из школьного курса многие помнят, что КПД не может превышать 100% и что он тем выше, чем больше разница температур между холодильником и нагревателем. Однако это верно лишь для так называемых тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, реактивные и ракетные двигатели, газовые и паровые турбины.

Электродвигатели и все электрические устройства этому правилу не подчиняются, поскольку они не тепловые машины. Для них верно только то, что КПД не может превышать ста процентов, а частные ограничения в каждом случае определяются по-разному.

В случае с солнечной батареей потери определяются как квантовыми эффектами при поглощении фотонов, так и потерями на отражение света от поверхности батареи и на поглощение в фокусирующих зеркалах. Проведенные расчеты показали, что выйти за 90% солнечная батарея не может в принципе, а на практике достижимы значения около 60-70%, да и те при весьма сложной структуре фотоячеек.

Великолепным КПД обладают топливные элементы. В эти устройства поступают некие вещества, которые вступают в химическую реакцию друг с другом и дают электрический ток. Этот процесс опять-таки не является циклом тепловой машины, поэтому КПД получается достаточно высоким, порядка 60%, в то время как дизель или бензиновый двигатель не выходят обычно за 50%.

Именно топливные элементы стояли на летавших к Луне космических кораблях «Аполло», и они могут работать, например, на водороде и кислороде. Их недостаток заключается только в том, что водород должен быть достаточно чистым и к тому же его надо где-то хранить и как-то передавать от завода к потребителям. Технологии, позволяющие заменить водородом обычный метан, пока что не доведены до массового использования. На водороде и топливных элементах работают лишь экспериментальные автомобили и некоторое количество подводных лодок.

Ионные и плазменные двигатели уже существуют, но тоже работают лишь в вакууме. Кроме того, их тяга слишком мала и на порядки ниже веса самого устройства — с Земли они не взлетели бы даже при отсутствии атмосферы. Зато во время межпланетных полетов длительностью в многие месяцы и даже годы слабая тяга компенсируется экономичностью и надежностью.

Алексей Тимошенко

Задачи на нахождение КПД тепловых машин с использованием графиков

Люди научились летать в космос, покорять недра Земли и погружаться в глубины океана. Эти и другие достижения возможны благодаря способности извлекать максимум пользы из имеющихся ресурсов,а именно получать тепловую энергию различными доступными способами. Сегодня мы разберем задачи, которые заставят тепловые процессы играть на нашей стороне.

Тепловые машины и их КПД

Рекомендация: перед тем как приступить к выполнению задач неплохо было бы повторить тему «Уравнение состояния идеального газа». Но ключевую теорию, на которой основано решение задач, сейчас разберем вместе.

Вспомним, что фазовые переходы — это переход из одного агрегатного состояния в другое. При этом может выделяться большое количество теплоты.

Именно благодаря этому они и стали такими полезными для нас. Например, в ядерных реакторах воду используют в качестве рабочего тела, то есть она нагревается вследствие получения энергии из ядерных реакций, доходит до температуры кипения, а затем под большим давлением уже в качестве водяного пара воздействует на ротор генератора, который вращается и дает нам электроэнергию! На этом основан принцип работы атомных электростанций.

Мы не почувствуем, как испарится капелька у нас на руке, потому что это не требует много тепла от нашего тела. Но мы можем наблюдать, как горят дрова в мангале, когда мы жарим шашлык, потому что выделяется огромное количество теплоты.

А зачем мы вообще рассматриваем эти фазовые переходы? Все дело в том, что именно фазовые переходы являются ключевым звеном во всех процессах, где нас просят посчитать КПД, от них нашему рабочему телу и подводится теплота нагревателя.

Человечество придумало такие устройства, которые могут переработать тепловую энергию в механическую.

Тепловые двигатели, или тепловые машины, — устройства, способные преобразовывать внутреннюю энергию в механическую.

Их устройство довольно просто: они на входе получают какую-то энергию (в основном — энергию сгорания топлива), а затем часть этой теплоты расходуется на совершение работы механизмом. Например, в автомобилях часть энергии от сгоревшего бензина идет на движение. Схематично можно изобразить так:

Рабочее тело — то, что совершает работу — принимает от нагревателя количество теплоты Q₁, из которой A уходит на работу механизма. Остаток теплоты Q₂ рабочее тело отдает холодильнику, по сути — это потеря энергии.

Физика не была бы такой загадочной, если б все в ней было идеально. Как и в любом процессе или преобразовании, здесь возможны потери, зачастую очень большие. Поэтому «индикатором качества» машины является КПД, с которым мы уже сталкивались в механике:

Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины — это отношение полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя.

Мы должны понимать, что КПД на практике никогда не получится больше 1, поскольку всегда будут тепловые потери.

Полезную работу можно расписать как Q₁ — Q₂ (по закону сохранения энергии). Тогда формула примет вид:

\(\eta = \frac = 1 — \frac\)

Давайте попрактикуемся в применении данной формулы на задаче номер 9 из ЕГЭ.

Задание. Тепловая машина, КПД которой равен 60%, за цикл отдает холодильнику 100 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя? (Ответ дайте в джоулях).

Решение:

Давайте сначала вспомним нашу формулу для КПД:

где \(Q_1\) — это теплота, которую тело получает от нагревателя, \(Q_2\) — теплота, которая подводится к холодильнику.

Тогда отсюда можно вывести искомую теплоту нагревателя:

Ответ: 250 Дж

КПД никогда не достигнет 100% (или 1), поскольку теплообмена с окружающей средой вряд ли удастся избежать. Возможно ли создать такой двигатель, КПД которого было бы приближено к единице?

Цикл Карно

Мы знаем, что потери — это плохо, поэтому должны предотвращать их. Как это сделать? Нам ничего делать не нужно, за нас уже все сделал Сади Карно, французский физик, разработавший цикл, в котором машины достигают наивысшего КПД. Этот цикл носит его имя и состоит из двух изотерм и двух адиабат. Рассмотрим, как этот цикл выглядит в координатах p(V).

Температура верхней изотермы 1-2 — температура нагревателя (так как теплота в данном процессе подводится).
Температура нижней изотермы 3-4 — температура холодильника (так как теплота в данном процессе отводится).
2-3 и 4-1 — это адиабатические расширение и сжатие соответственно, в них газ не обменивается теплом с окружающей средой.

Цикл Карно — цикл идеальной тепловой машины, которая достигает наивысшего КПД.

Формула, по которой можно рассчитать ее КПД выражается через температуры:

Не то круто, что красиво, а то, что по Карно работает! Поэтому присматривайте такой автомобиль, у которого высокий КПД.

При решении задач часто данные предлагаются в виде графика зависимости давления от объема идеального газа. Такая зависимость может быть использована при определении работы, выполненной газом.

Рассмотрим поведение газа при изобарном его расширении. Помним, что давление газа (р) остается постоянным, а объем линейно возрастает на величину \(\DeltaV=V_1-V_2\).

Работа газа при этом равна \(A=p\Delta V. На графике зависимости \(p(V)\) это произведение соответствует площади заштрихованной фигуры. Если расширить такой метод на иную зависимость, отличную от изобарного расширения, то площадь соответствующей фигуры позволит вновь определить работу газа: \(A=\frac\).

При наличии диаграммы перехода газа, представляющей собой замкнутый цикл, работу, выполненную газом, можно рассчитать по площади, ограниченной графиком.

Этот метод значительно упрощает решение расчетных задач.

Тепловой двигатель, выбрасывая отработавшие газы, вместе с теплом увеличивает содержание вредных веществ в атмосфере.

Приступим к задачам

Задачи на данную тему достаточно часто встречаются в задании 27 из КИМа ЕГЭ. Давайте разберем некоторые примеры.

Задание 1. Одноатомный газ совершает циклический процесс, как показано на рисунке. На участке 1–2 газ совершает работу A₁₂ = 1520 Дж. Участок 3–1 представляет собой адиабатный процесс. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно |Q_хол| = 4780 Дж. Найдите работу газа |A₁₃| на адиабате, если количество вещества постоянно.

Решение:

Шаг 1. Первое, с чего лучше начинать задачи по термодинамике — исследование процессов.

Посмотрим на участок 1-2 графика: продолжение прямой проходит через начало координат, поэтому график функционально можно записать, как p = aV, где a — какое-то число, константа. Графиком является не изотерма, поскольку график изотермы в координатах p-V — гипербола. Из уравнения Менделеева-Клапейрона следует: \(\frac = const\). Отсюда можно сделать вывод, что возрастает температура, так как растут давление и объем. Температура и объем растут, значит, увеличивается и внутренняя энергия и объем соответственно.

Участок 2-3: процесс изохорный, поскольку объем постоянен, следовательно, работа газом не совершается. Рассмотрим закон Шарля: \(\frac

= const\). Давление в этом процессе растет, тогда растет и температура, поскольку дробь не должна менять свое значение. Делаем вывод, что внутренняя энергия тоже увеличивается.

Участок 3-1: адиабата по условию, то есть количество теплоты в этом переходе равно нулю из определения адиабатного процесса. Работа газа отрицательна, так как его объем уменьшается.

Оформим все данные в таблицу.

Определим знаки Q, используя первый закон термодинамики: Q = ΔU + A.

Из этих данных сразу видно, что количество теплоты, отданное холодильнику — это количество теплоты в процессе 2-3.

Шаг 2. Первый закон термодинамики для процесса 1-2 запишется в виде:

Работа A12 — площадь фигуры под графиком процесса, то есть площадь трапеции:

Запишем изменение внутренней энергии для этого процесса через давление и объем. Мы выводили эту формулу в статье «Первое начало термодинамики»:

\(\Delta U_ = \frac(2p_0 * 2V_0 — p_0V_0) = \frac\).

Заметим, что это в 3 раза больше работы газа на этом участке:

\(\Delta U_ = 3A_ \rightarrow Q_ = 4A_\).

Шаг 3. Работа цикла — площадь фигуры, которую замыкает график, тогда. \(A = A₁₂ — |A₃₁|\). С другой стороны, работа цикла вычисляется как разность между энергиями нагревателя и холодильника: \(A = Q₁₂ — |Q₃₁|\).

Сравним эти формулы:

подставим выражения из предыдущего пункта:

Ответ: 220

Задание 2. Найти КПД цикла для идеального одноатомного газа.

Решение:

Шаг 2. Найдем процесс, который соответствует получению тепла от нагревателя. Воспользуемся теми же приемами, что и в прошлой задаче:

Посмотрим на участок 1-2 графика: давление растет, объем не меняется. По закону Шарля \(\frac

= const\) температура тоже растет. Работа газа равна 0 при изохорном процессе, а изменение внутренней энергии положительное.

2-3: давление не меняется, растет объем, а значит, работа газа положительна. По закону Гей-Люссака \(\frac = const\) температура тоже растет, растет и внутренняя энергия.

3-4: давление уменьшается, следовательно, и температура уменьшается. При этом процесс изохорный и работа газа равна 0.

4-1: давление не меняется, объем и температура уменьшаются — работа газа отрицательна и внутренняя энергия уменьшается.

Оформим данные в таблицу:

Отметим, что необходимое \(Q = Q₁₂ + Q₂₃\).

Шаг 3. Запишем первый закон термодинамики для процессов 1-2 и 2-3:

\(Q_ =\Delta U_ + A_ = \Delta U_ = \frac(2p_1V_1 -p_1V_1) = \fracp_1V_1\).
\(Q_ = \Delta U_ + A_\), работу газа найдем как площадь под графиком:
\(A₂₃ = 2p₁(3V₁ — V₁) = 4p₁V₁\).
\(\Delta U_ = \frac(2p_1 * 3V_1 — 2p_1V_1) = 6p_1V_1\).
\(Q_ = \Delta U_ + A_ = 10p_1V_1\).

Ответ: 17%

Теперь вас не должно настораживать наличие графиков в условиях задач на расчет КПД тепловых машин. Продолжить обучение решению задач экзамена вы можете в статьях «Применение законов Ньютона» и «Движение точки по окружности».

Термины

Адиабата — графическое представление процесса изменения состояния данной массы идеального газа, происходящего без передачи количества теплоты.

Гипербола — графическое представление обратной пропорциональной зависимости.

Закон сохранения энергии утверждает, что энергия не возникает и не исчезает, она только переходит из одного вида в другой.

Изобарный процесс — процесс изменения состояния идеального газа, происходящий при неизменном объеме газа.

Изотерма — графическое представление закона Бойля-Мариотта, описывающего изменение состояния данной массы идеального газа, происходящее при неизменной температуре.

Изохора — графическое представление закона Шарля, описывающего изменение состояния данной массы идеального газа, происходящее при неизменном его объеме.

Ротор генератора — подвижная часть генератора электрического тока.

Фактчек

Тепловые двигатели — устройства, способные преобразовывать внутреннюю энергию в механическую.
Тепловая машина принимает тепло от нагревателя, отдает холодильнику, а рабочим телом совершает работу.
Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины — это отношение полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя.
\(\eta = \frac= \frac= 1 — \frac\)
Цикл Карно — цикл с максимально возможным КПД: \(\eta = \frac= 1 — \frac\)
Не забываем, что работа считается, как площадь фигуры под графиком. Если цикл замкнут, то находим площадь фигуры, ограниченной графиком.

Проверь себя

Задание 1.
1 моль идеального газа переходит из состояния 1 в состояние 2, а потом — в состояние 3 так, как это показано графике. Начальная температура газа равна T₀ = 350 К. Определите работу газа при переходе из состояния 2 в состояние 3, если k = 3, а n = 2.

Задание 2.
1 моль идеального одноатомного газа совершает цикл, который изображен на pV-диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры, изобары. Модуль отношения изменения температуры газа при изобарном процессе ΔT₁₂ к изменению его температуры ΔT₃₄ при изохорном процессе равен 1,5. Определите КПД цикла.

Задание 3.
В топке паровой машины сгорело 50 кг каменного угля, удельная теплота сгорания которого равна 30 МДж/кг. При этом машиной была совершена полезная механическая работа 135 МДж. Чему равен КПД этой тепловой машины? Ответ дайте в процентах.

Задание 4.
С двумя молями одноатомного идеального газа совершают циклический процесс 1–2–3–1 (см. рис.). Чему равна работа, совершаемая газом на участке 1–2 в этом циклическом процессе?

Ответы:1 — 3; 2 — 1; 3 — 4; 4 — 3.