Задание Физика 8 Класс №00051462

КПД показывает, какая часть энергии сгоревшего топлива стала полезной работой. Хитрость этой задачи в том, что вал за цикл не только получает работу, но и сам её тратит. Сжимать смесь поршню помогает маховик, а энергию на это он запас во время рабочего хода.

За цикл вал получает от газов $420\text{ Дж}$ и отдаёт на сжатие смеси $120\text{ Дж}$. У вала остаётся полезная работа:

$$A_{\text{пол}} = 420 - 120 = 300\text{ Дж}.$$

Затраченная энергия — вся теплота сгоревшего бензина, $Q_{\text{затр}} = 1\,200\text{ Дж}$. КПД:

$$\eta = \dfrac{A_{\text{пол}}}{Q_{\text{затр}}}\cdot 100\% = \dfrac{300}{1\,200}\cdot 100\% = 25\%.$$

Проверим себя по-другому, через доли. Если бы вал оставлял себе все $420\text{ Дж}$, КПД был бы $\dfrac{420}{1\,200}\cdot 100\% = 35\%$. Сжатие забирает $\dfrac{120}{1\,200}\cdot 100\% = 10\%$ энергии топлива, и $35\% - 10\% = 25\%$ — то же самое.