Мощность. КПД

Физика, 7 класс

Задача 2 Условие Экспериментатор снял зависимость коэффициента полезного действия \eta нового двигателя от температур поступающего в него топлива t_{\text{т}} , и окружающего воздуха t_{\text{в}} . Пр...

Задача 2

Условие Экспериментатор снял зависимость коэффициента полезного действия \eta нового двигателя от температур поступающего в него топлива t_{\text{т}} , и окружающего воздуха t_{\text{в}} . Проанализировав результаты эксперимента, теоретик обратил внимание, что КПД пропорционален разности удвоенной температуры топлива и утроенной температуры воздуха: \eta = \alpha(2t_{\text{т}} - 3t_{\text{в}}) , где \alpha - положительный коэффициент. Публикуя результаты о сенсационном изобретении, журналист случайно поменял местами строки с численными данными в таблице измерений, и она стала выглядеть так:

12 а) Восстановите первоначальный вид таблицы.

б) В предположении, что гипотеза теоретика верна, определите максимально возможный КПД двигателя экспериментатора, работающего на любых температурах воздуха и топлива, не выходящих за диапазон температур, приведенных в исходной таблице экспериментатора.

Решение

Строки в исходной таблице: 1) t_{\text{т}} – всегда должно быть > t_{\text{в}} 2) \eta – не может быть больше или равно 100%

Верхняя \rightarrow t_{\text{Т}}

Средняя \rightarrow t_{\text{возд}}

Нижняя \rightarrow \text{КПД}

Новая таблица:

А)

Б)

В)

Г)

Д)

\eta

12

13

12

11

9

7

5

3

23

23

t_{\text{Т}}

60

64

66

68

69

70

71

72

95

100

t_{\text{в}}

32

34

36

38

40

42

41

46

48

50

А) 12 = \alpha(2 \cdot 60 - 3 \cdot 32) \quad 12 = \alpha \cdot 24 \rightarrow \alpha = \frac{12}{24} = \frac{1}{2}

Б) 13 = \alpha(2 \cdot 64 - 3 \cdot 34) \quad 13 = \alpha \cdot 26 \rightarrow \alpha = \frac{13}{26} = \frac{1}{2}

В) 12 = \alpha(2 \cdot 66 - 3 \cdot 36) \quad 12 = \alpha \cdot 24 \rightarrow \alpha = \frac{1}{2}

Д) 9 = \alpha(2 \cdot 69 - 3 \cdot 40) \quad 9 = \alpha \cdot 18 \rightarrow \alpha = \frac{1}{2}

\eta = \frac{1}{2}(2t^\circ_{\text{т}} - 3t^\circ_{\text{в}}) : \eta \uparrow, \text{если } 2t_{\text{т}} \uparrow, \text{а } 3t_{\text{в}} \downarrow Если предположить, что во второй части задачи возможные любые сочетания представленных в таблице величин, то выбираем t_{\text{Т}}^{max} = 100^\circ C; \quad t_{\text{В}}^{min} = 32^\circ C \eta = \frac{1}{2}(2 \cdot 100 - 3 \cdot 32) = \frac{1}{2}(200 - 96) = 52\%

Ответ 52%

Открыть урок на ВОЛНА