Физика · 8 класс
Энергия топлива и КПД теплового двигателя: 8 класс
Различай энергию, выделившуюся при сгорании, энергию, полученную рабочим телом, и полезную работу. Составь расчёт и объясни, что следует из значения КПД.
Потренируйся самостоятельно
Выбери отдельную тему или смешанный набор. После ответа появится объяснение.
Без регистрации · ответы можно записывать в тетради
Введи число в единицах вопроса, без названия единицы. Запятая и точка принимаются. Степень десяти не вводи — переведи ответ в единицы вопроса. Письменное рассуждение проверяй по смысловым признакам с преподавателем.
Родителю или репетитору — без имени и ответов.
Для преподавателя: выдать или распечатать набор
Выберите набор выше. По ссылке ученик решит его без кабинета, результаты появятся в ваших «Материалах».
Посмотрите, как организованы домашние задания. Разобрать ошибки на занятии можно на онлайн-доске.
Нужен вход преподавателя. Если вы уже сохраняли этот набор, откроется прежняя ссылка.
Как составить расчёт
Выбери границу системы
Укажи, какое устройство и какой промежуток времени рассматриваешь. Полученная от источника энергия, отданная энергия и полезная работа — разные величины. В условии должно быть ясно, какая из них задана.
Энергия топлива
Если топливо массой m сгорает полностью, выделяется энергия Q = qm, где q — удельная теплота сгорания. Для разных видов топлива она разная; значения берут из справочной таблицы или из условия. Если q выражено в Дж/кг, массу берут в килограммах.
Полезная доля
КПД η = · 100%. Для двигателя полезна механическая работа, для нагревателя в данных задачах — энергия, полученная нагреваемым телом. Перед подстановкой переведи проценты в долю.
Тепловой двигатель
Тепловой двигатель превращает часть внутренней энергии топлива в механическую работу. Его рабочее тело получает энергию от нагревателя и совершает работу, а неиспользованную часть энергии отдаёт холодильнику. Например, в паровой турбине водяной пар получает энергию в котле, вращает колесо турбины и затем охлаждается в конденсаторе.
Разберём на примерах
Устройство использовало 1000 Дж и передало нагреваемому телу 450 Дж. Каков КПД по этому полезному действию?
η = · 100% = 45%. Полезная доля равна 0,45; остальные 550 Дж нагреваемому телу не переданы.
Рассматриваются учебные модели с условиями, указанными в заданиях. Опыты с топливом и сборка двигателя дома не требуются. Нагревание и тепловой баланс между телами вынесены в тему «Количество теплоты».
Проверь данные
| Величина | На что обратить внимание |
|---|---|
| Масса топлива | Граммы перевести в килограммы при q в Дж/кг |
| Переданная энергия | Уточнить тело, которое получает энергию |
| КПД | Указать, что принято полезным действием |
| Цикл | Начальное и конечное состояния рабочего тела совпадают |
Удельная теплота сгорания и условия процесса даны в самих заданиях; табличные значения по памяти не требуются.
Задания с ответами и объяснениями
Сначала реши задание, затем открой ответ. Для печати выбери группу или смешанный набор: задания выбранного набора на листе ученика и отдельный ключ с объяснениями.
Сгорание, расход топлива и КПД
Определи затраченную и полезную энергию.
Двигатель мопеда совершил полезную работу 2,3 МДж и израсходовал при этом 250 г бензина. Удельная теплота сгорания бензина — 4,6·10⁷ Дж/кг, бензин сгорает полностью. Найди КПД двигателя в процентах.
Ответ и объяснение
Ответ: 20
Энергия сгоревшего бензина: Q = qm = 4,6·10⁷ Дж/кг · 0,25 кг = 1,15·10⁷ Дж = 11,5 МДж. КПД: η = · 100% = · 100% = 20%. Полезную работу делят на всю энергию топлива, а не наоборот.
Спиртовка нагрела 250 г воды от 22 до 80 °C, испарением пренебреги. Удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C). Вода получила 35% энергии, выделившейся при полном сгорании спирта; удельная теплота сгорания спирта — 2,9·10⁷ Дж/кг. Какая масса спирта сгорела, в граммах?
Ответ и объяснение
Ответ: 6
Вода получила 4200 · 0,25 · 58 = 60 900 Дж. Это 35% энергии спирта, поэтому спирт выделил 60 900 : 0,35 = 174 000 Дж. Масса: 174 000 : 29 000 000 = 0,006 кг = 6 г.
За полный цикл рабочее тело теплового двигателя получает от нагревателя 1200 Дж и отдаёт холодильнику 840 Дж. Рабочее тело возвращается в исходное состояние. Кроме указанного теплообмена и механической работы, других способов передачи энергии в этой модели нет. Найди КПД двигателя в процентах.
Ответ и объяснение
Ответ: 30
Работа за цикл A = 1200 − 840 = 360 Дж, потому что внутренняя энергия рабочего тела вернулась к исходной. КПД: 360 : 1200 · 100% = 30%. Отданная холодильнику доля не является полезной работой.
Модель двигателя и границы вывода
Дай связное объяснение. При проверке учитываются физические связи, а не дословное совпадение с ответом.
На схеме — модель теплового двигателя. Цилиндр с газом закрыт подвижным поршнем. Тело А нагревают пламенем горелки до 300 °C, тело Б имеет температуру 20 °C. В разные части цикла цилиндр по очереди касается тела А и тела Б (пунктир); за цикл газ и поршень возвращаются в исходное состояние. Укажи рабочее тело, нагреватель и холодильник этой модели. Объясни, как в ней совершается работа. Верно ли, что газ создаёт новую энергию?
Разбор и ориентиры для проверки
Нужны три соответствия и связь теплопередачи с механической работой. Нагреватель — тело А: газ получает энергию от тела, которого касается цилиндр. Ответ «тело А, которое нагревает горелка» засчитывается; ответ «нагреватель — горелка» без тела А — неполный: горелка только поддерживает температуру тела А. Рабочее тело — газ, а не поршень: поршень лишь передаёт работу. Указание только «газ нагревается» не объясняет совершение работы. Создание энергии противоречит закону сохранения энергии. Допустимы равносильные формулировки.
Проверь: Рабочее тело — газ в цилиндре, нагреватель — тело А, холодильник — тело Б. Получив энергию от тела А, газ расширяется, давит на поршень и перемещает его — совершается работа. Часть энергии газ отдаёт телу Б. Энергия не создаётся: работа совершается за счёт части энергии, полученной от нагревателя.
Два двигателя выполняют одинаковую полезную работу и используют одно и то же топливо. КПД первого — 25%, второго — 40%. Ученик утверждает: «Второму требуется меньше топлива, поэтому он не загрязняет воздух». Какие части этого утверждения обоснованы, а какие не следуют из данных? Объясни связь расхода топлива и КПД и назови сведения для сравнения воздействия на среду. Точный расход топлива рассчитывать не требуется.
Разбор и ориентиры для проверки
Нужно разделить два вывода, обосновать расход и назвать хотя бы один существенный недостающий показатель: состав или количество выбросов, полноту сгорания, очистку. Одного КПД для экологического сравнения недостаточно: меньший расход не означает отсутствия выбросов.
Проверь: Меньший расход топлива у второго двигателя обоснован; вывод, что он не загрязняет воздух, из данных не следует. Для той же полезной работы больший КПД означает меньшую затраченную энергию и при одном топливе меньшую массу топлива.
Для самостоятельной работы и урока
Начни с уже изученной группы, пройди выбранный набор и разбери ошибки. Репетитор может изменить набор, сохранить его и выдать приватное ДЗ. Автопроверка оценивает ответ; способ рассуждения полезно обсудить на уроке.
Как записывать ответы?
Введи число в единицах вопроса, без названия единицы. Запятая и точка принимаются. Степень десяти не вводи — переведи ответ в единицы вопроса. Письменное рассуждение проверяй по смысловым признакам с преподавателем.
Как понимать результат?
Это число верных первых ответов, без перевода в школьную отметку. Повтор ошибок отображается отдельно и не меняет первый результат. Ответы на короткий набор не подтверждают освоение всей темы.
Программа и границы материала
Основа — федеральная рабочая программа. ФРП «Физика. 7–9 классы», базовый уровень, 2025: содержание 8 класса — с. 9–10, результаты — с. 24–26, тематическое планирование — с. 43–45. Документ проверен 1 октября 2026 года. Выбирайте уже пройденные темы по своему учебнику.
Задания и объяснения созданы для Урокдеска. Все задания независимо перерешаны и сверены с федеральной программой 1 октября 2026 года; задания, изменённые после этого, перепроверены 1 октября 2026 года. Проверка учителем-предметником пока не проводилась. Это не официальный вариант ВПР, МЦКО, ОГЭ или ЕГЭ и не полный курс подготовки.
Другие темы для тренировки
Плотность вещества, 7 класс · Валентность, 8 класс · Системы счисления, 8 класс · Химические уравнения, 8 класс · Строение клетки, 5 класс · Часовые зоны, 8 класс · Древний Египет, 5 класс · Чтение чертежа, 5 класс · Haben и sein, 5 класс · Народные промыслы, 5 класс · Скорость, 7 класс · Количество теплоты, 8 класс · Массовая доля, 8 класс · Простые и сложные вещества, 8 класс · Строение цветка, 6 класс · Давление твёрдых тел, 7 класс · Закон Ома, 8 класс · Количество вещества и молярная масса, 8 класс · Методы биологии и микроскоп, 5 класс · Фотосинтез, 6 класс · Грибы, 7 класс · Файлы и каталоги, 7 класс · План местности и азимут, 5 класс · Черви, 8 класс · Расчёты по уравнениям реакций, 8 класс · Счёт лет и исторические источники, 5 класс · Высоты и горизонтали, 5 класс · Среды обитания и приспособления, 5 класс · Географические координаты, 5 класс · Океан, озёра и круговорот, 6 класс · Масштаб, 5 класс · Кодирование изображения и звука, 7 класс · Климатограммы, 7 класс · Литосфера, породы и рельеф, 5 класс · Древняя Греция: полисы и граждане, 5 класс · Реки, 6 класс · Классы неорганических соединений, 8 класс · Ткани растений, 6 класс · Строение корня, 6 класс · Температура, давление и ветер, 6 класс · Древний Рим: республика и империя, 5 класс · Смутное время, 7 класс · Свойства неорганических соединений, 8 класс · Цепочки превращений, 8 класс · Побег и почки, 6 класс · Строение стебля, 6 класс · Строение листа, 6 класс · Погода и климат, 6 класс · Средневековый город и сословия, 6 класс · Материки и океаны: сравнение, 7 класс · Крещение Руси, Ярослав и раздробленность, 6 класс · Реформы Петра I, 8 класс · Первые русские князья, 6 класс · Кислород и воздух, 8 класс · Водород и вода, 8 класс · Семена и прорастание, 6 класс · Плоды и распространение семян, 6 класс · Опыление и оплодотворение, 6 класс · Рельеф, тектоника и ресурсы России, 8 класс · От нашествия к объединению вокруг Москвы, 6 класс · Растворимость, 8 класс · Испарение и транспорт веществ, 6 класс · Строение атома и периодическая система, 8 класс · Водоросли, 7 класс · Мхи: кукушкин лён и сфагнум, 7 класс · Папоротники, хвощи и плауны, 7 класс · Климат, воды, почвы и природные зоны России, 8 класс · Великие открытия, Возрождение и Реформация, 7 класс · Голосеменные растения, 7 класс · Покрытосеменные: классы и семейства, 7 класс · Химическая связь, 8 класс · Логические операции и таблицы истинности, 8 класс · Поиск информации и проверка источников, 7 класс · Население России: плотность, движение и расселение, 8 класс · Иван Грозный и Россия XVI–XVII веков, 7 класс · Бактерии, 7 класс · Лишайники, 7 класс · Степень окисления и ОВР, 8 класс · Просвещение, революции и промышленный переворот, 8 класс · Одноклеточные и простейшие, 8 класс · Кишечнополостные и гидра, 8 класс · Членистоногие, 8 класс · Моллюски, 8 класс · Рыбы, 8 класс · Земноводные, 8 класс · Пресмыкающиеся, 8 класс · Птицы, 8 класс · Млекопитающие, 8 класс · Дворцовые перевороты, Екатерина II и Павел I, 8 класс · Текстовые документы, 7 класс · Растровая и векторная графика, 7 класс · Компьютерные презентации, 7 класс · Линейные программы на Python, 8 класс · Ветвления, циклы и строки Python, 8 класс · Кодирование информации, 7 класс · Алгоритмы, 8 класс · Движения Земли и освещение, 5 класс · Междуречье и Вавилон, 5 класс · Влажность, облака и осадки, 6 класс · Первобытные люди, 5 класс · Биосфера и наблюдения, 6 класс · Древняя Индия, 5 класс · Воздушные массы и пояса, 7 класс · Древний Китай, 5 класс · Устройство компьютера и память, 7 класс · Программное обеспечение, 7 класс · Географическое положение России, 8 класс · Византия и Юстиниан, 6 класс · Строение вещества, 7 класс · Внутренняя энергия и теплопередача, 8 класс · Плавление и отвердевание, 8 класс · Испарение, кипение и конденсация, 8 класс · Влажность воздуха, 8 класс · Сила тяжести и вес тела, 7 класс · Сила упругости и закон Гука, 7 класс · Сила трения и инерция, 7 класс · Электрический заряд и электризация, 8 класс · Электрическое поле и закон Кулона, 8 класс · Давление жидкости и закон Паскаля, 7 класс · Давление газа и атмосферы, 7 класс · Закон Архимеда и плавание тел, 7 класс · Соединение проводников, 8 класс · Работа и мощность тока, 8 класс · Механическая работа и мощность, 7 класс · Простые механизмы: рычаг и блоки, 7 класс · Кинетическая и потенциальная энергия, 7 класс · Магнитное поле и электромагниты, 8 класс · Электромагнитная индукция, 8 класс · Измерения, цена деления и погрешность, 7 класс · Ткани, органы и системы органов человека · Сердце, сосуды и круги кровообращения · Нервная система и рефлексы · Электролитическая диссоциация · Полные и сокращённые ионные уравнения · Качественные реакции на ионы · Равномерное и равноускоренное движение, графики · Законы Ньютона · Импульс и закон сохранения импульса · Электронные таблицы: формулы и ссылки · Скелет и мышцы · Кровь и иммунитет · Дыхание человека · Пищеварение человека · Свободное падение · Скорость химической реакции · Отечественная война 1812 года · Реформы Александра II · Обмен веществ и витамины · Анализаторы: зрение и слух · Эндокринная система · Галогены · Сера и её соединения · Азот и фосфор · Движение по окружности · Закон всемирного тяготения · Механические колебания и волны, звук · Строение атома и ядра, радиоактивность · Выделение и кожа · Металлы: общие свойства и ряд активности · проценты, 6 класс · конструктор тестов · все тренажёры для школьников · все бесплатные инструменты.