ГДЗ по физике, 10 класс, Касьянов, номер 50.4: Тепловые двигатели
Физика; углубленное обучение — Касьянов В.А.
Дмитрий Орлов, преподаватель физики Шпаргача обновлено 12 сентября 2026
Условие
Описать метод определения КПД замкнутого цикла.
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
В данном задании требуется описать общий метод определения коэффициента полезного действия (КПД) для любого замкнутого термодинамического цикла. Поскольку конкретные числовые данные или график цикла не приведены, мы опишем алгоритм действий, который применяется в физике для решения таких задач.
Шаг 1. Понимание принципа работы теплового двигателя
Замкнутый цикл — это последовательность процессов, после прохождения которых система возвращается в исходное состояние. Для теплового двигателя ключевым является то, что за один полный цикл внутренняя энергия рабочего тела не меняется (ΔU=0).
Согласно первому началу термодинамики, изменение внутренней энергии равно разности между полученным количеством теплоты и работой, совершенной системой: ΔU=Q-A. Так как ΔU=0, то работа, совершенная двигателем за цикл, равна количеству теплоты, полученному от нагревателя:
Aцикл =QполученоОднако на практике проще считать работу через площадь цикла на диаграмме P-V или через баланс теплоты, учитывая, что часть теплоты отдаётся холодильнику.
Шаг 2. Определение полезной работы и затраченной теплоты
Для вычисления КПД необходимо найти две величины:
- Полезная работа (A) : Это работа, совершённая газом за один цикл. Если дан график процесса в координатах P-V, то модуль работы численно равен площади фигуры, ограниченной контуром цикла. Если же известны количества теплоты, то A=Q1-|Q2|, где Q1 — теплота, полученная от нагревателя, а Q2 — теплота, отданная холодильнику (обычно берётся по модулю).
- Количество теплоты, полученное от нагревателя (Q1) : Это суммарная теплота, которую система получает извне во всех участках цикла, где происходит нагревание. Важно не путать её с алгебраической суммой всех теплот; нужно складывать только положительные значения Q (или те, которые соответствуют подводу тепла).
Шаг 3. Формула расчёта КПД
Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной работы к количеству теплоты, полученному от нагревателя:
η=A/Q1·100%Подставив найденные значения, получаем итоговый результат. Если задача решается через теплоты, формулу можно переписать так:
η=Q1-|Q2|/Q1·100%=(1-|Q2|/Q1)·100%Шаг 4. Проверка результата
Физический смысл КПД требует, чтобы он был меньше 100% (так как невозможно полностью превратить теплоту в работу без потерь, согласно второму началу термодинамики). Также значение должно быть положительным. Если при расчёте получается отрицательное число или число больше 1, значит, была допущена ошибка в определении знаков теплоты или работы.
Метод определения КПД замкнутого цикла
а) Найти полезную работу цикла A (площадь на диаграмме P-V или A=Q1-|Q2|).
б) Определить количество теплоты, полученное от нагревателя Q1.
в) Рассчитать КПД по формуле η=A/Q1·100%.
Задача теоретическая, требующая описания алгоритма. В решении подробно раскрыты этапы: анализ первого начала термодинамики для циклического процесса, способы нахождения работы и теплоты, итоговая формула и проверка физического смысла.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 50.4 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 50.4?
Краткий ответ: Метод определения КПД замкнутого цикла: 1. Найти полезную работу цикла A (площадь на диаграмме P-V или A = Q_1 - | Q_2|). 2. Определить количество теплоты, полученное от нагревателя Q_1. 3. Рассчитать КПД по формуле = AQ_1 · 100\%.
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 50. Тепловые двигатели.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.