Задание 20

Расчётная задача (повышенный уровень) · 82 задания

Задание №20
№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R₆.
Закон Ома
Задание №20
№20Среднее
Брусок массой 200 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности, подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается и начинается шерохо…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20Среднее
Резистор № 1 сопротивлением 25 Ом включён последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление резистора № 2, если мо…
Закон Ома
Задание №20
№20Среднее
Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением 9 Ом в сеть с напряжением 240 В. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность,…
Закон Ома
Задание №20
№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R₄.
Расчётная задача
Задание №20
№20Лёгкое
Брусок массой 100 г движется по гладкой горизонтальной поверхности. Со скоростью 4 м/с он подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 180 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R₁.
Закон Ома
Задание №20
№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R₁ = 10 Ом, R₂ =…
Закон Ома
Задание №20
№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R₁ = 10 Ом, R₂ =…
Закон Ома
Задание №20
№20Лёгкое
Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой 1000 кг, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20Лёгкое
Участок цепи содержит три лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединенные параллельно. Лампы включены в сеть, напряжение которой 120 В. Определите мо…
Соединения проводников
Задание №20
№20Среднее
Тело массой 200 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. На какой высоте относительно точки бросания кинетическая энергия тела будет…
Закон сохранения энергии

Задание №20 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

КПД двигателя трактора не превышает 30%. Вычислите максимальную полезную работу, которую может совершить двигатель трактора, израсходовав 3 кг бензина.

Ваше решениедо 3 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение.

Для решения задачи запишем условие, переведём величины в систему СИ и воспользуемся формулами для расчёта количества теплоты при сгорании топлива и коэффициента полезного действия (КПД).

Дано:
$\eta = 30\% = 0,3$
$m = 3 \text{ кг}$
$q = 4,6 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$ (удельная теплота сгорания бензина — табличное значение)
$A_{\text{пол}} - ?$

Анализ и решение:

1. При полном сгорании топлива выделяется количество теплоты $Q_{\text{затр}}$ , которое является затраченной энергией для двигателя. Формула для расчёта этой теплоты:
$Q_{\text{затр}} = q \cdot m$

2. Коэффициент полезного действия (КПД) двигателя показывает, какую часть от всей затраченной энергии составляет полезная работа $A_{\text{пол}}$ . Формула КПД:
$\eta = \frac{A_{\text{пол}}}{Q_{\text{затр}}}$

3. Из формулы КПД выразим искомую полезную работу:
$A_{\text{пол}} = \eta \cdot Q_{\text{затр}}$

4. Подставим выражение для $Q_{\text{затр}}$ в формулу для работы и получим итоговую рабочую формулу:
$A_{\text{пол}} = \eta \cdot q \cdot m$

5. Проверим размерность полученного результата:
$[A_{\text{пол}}] = 1 \cdot \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot \text{кг} = \text{Дж}$

6. Подставим числовые значения в рабочую формулу:
$A_{\text{пол}} = 0,3 \cdot 4,6 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 3 \text{ кг}$
$A_{\text{пол}} = 0,9 \cdot 4,6 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$
$A_{\text{пол}} = 4,14 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$

Для удобства переведём результат в мегаджоули (МДж):
$4,14 \cdot 10^{7} \text{ Дж} = 41,4 \cdot 10^{6} \text{ Дж} = 41,4 \text{ МДж}$

Ответ: $A_{\text{пол}} = 41,4 \text{ МДж}$

Источник: ФИПИ