Физический контекст: «Черный тулпар» великой степи
rocket_launchФизикаschool8 классtask_alt6 заданий
Реши задачуТаблицаИстина / ЛожьСоединениеМножественный выбор
Типы заданий
Реши задачуТаблицаИстина / ЛожьСоединениеМножественный выбор
Физический контекст: «Черный тулпар» великой степи
8 класс · сложный
Ф.И. Класс
Разберём, как энергия угля превращалась в движение паровоза Турксиба. Решайте внимательно: в задачах есть потери и физические подвохи.
№1 · РАСЧЁТ
2 ВОПРОСА · 3 БАЛЛА
1. Работа пара и превращение энергии
Паровоз Турксиба получил от сгорания угля количество теплоты 80 МДж. Внутренняя энергия пара увеличилась на 35 МДж. Используйте первый закон термодинамики: ΔQ=ΔU+A. 1) Найдите работу пара A. 2) Объясните, во что превратилась остальная энергия, если потерями в окружающую среду пренебречь.
№2 · ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС
4 ЯЧЕЙКИ · 3 БАЛЛА
2. Потери тепла и расход угля
Для маневра пар совершил работу 50 МДж, внутренняя энергия пара увеличилась на 40 МДж, а через стенки котла в атмосферу ушло 10 МДж. Заполните пропуски в таблице энергетического баланса. Считайте, что полное количество теплоты от угля равно сумме теплоты, полученной паром, и потерь через стенки.
Величина
Обозначение
Значение
Единица измерения
Работа пара
A
50
МДж
Увеличение внутренней энергии
ΔU
40
МДж
Теплота, полученная паром
ΔQ
МДж
Потери теплоты через стенки
Qпот
10
МДж
Полная теплота от сгорания угля
Qтопл
МДж
№3 · ИСТИНА ИЛИ ЛОЖЬ
5 УТВЕРЖДЕНИЙ · 2 БАЛЛА
3. Можно ли превратить всё тепло в работу?
Определите истинность каждого утверждения с точки зрения первого закона термодинамики и работы тепловой машины. Все утверждения оценивайте только по физическому смыслу закона сохранения энергии.
Если ΔU=0, то всё полученное паром тепло может перейти в работу.ИстинаЛожь
При увеличении внутренней энергии пара часть полученного тепла не превращается в механическую работу.ИстинаЛожь
Тепловая машина может в реальных условиях превратить всё тепло топлива только в полезную работу.ИстинаЛожь
При ненулевых потерях теплоты полная энергия топлива больше энергии, полученной рабочим телом.ИстинаЛожь
Если пар совершает работу, его внутренняя энергия обязательно увеличивается.ИстинаЛожь
№4 · СОПОСТАВЛЕНИЕ
5 ПАР · 2 БАЛЛА
4. Величины первого закона термодинамики
Соотнесите физическую величину с её смыслом в работе паровоза. Каждую карточку левого столбца соедините с одним подходящим описанием справа.
ΔQ
ΔU
A
Qпот
Qтопл
Количество теплоты, полученное паром
Полная теплота, выделившаяся при сгорании угля
Изменение внутренней энергии пара
Теплота, ушедшая в окружающую среду
Работа, совершённая паром
+3 задания в этом листе
Зарегистрируйтесь — и соберите свой рабочий лист по этой теме за минуту: заданий столько, сколько нужно.
№5 · МЕДИАГРАМОТНОСТЬ
4 ВАРИАНТА · 2 БАЛЛА
5. Проверка газетного утверждения
Журналист написал: «Вся энергия от сгоревшего угля без остатка превращается в стремительный бег колёс». Выберите наиболее точное физическое объяснение этой фразы.
Утверждение верно, потому что первый закон термодинамики запрещает потерю энергии.
Утверждение верно, если паровоз движется равномерно и без остановок.
Утверждение неверно только потому, что уголь не может полностью сгореть в топке.
Утверждение неверно: часть энергии увеличивает внутреннюю энергию пара, а часть неизбежно передаётся окружающей среде.
№6 · ТЕРМОДИНАМИКА
4 ВОПРОСА · 5 БАЛЛОВ
6. Энергетический баланс паровоза
Во время подъёма состава Турксиба по степному участку при сгорании угля выделилось 120 МДж теплоты. Из-за потерь через стенки котла и с дымом в окружающую среду ушло 36 МДж. Остальная теплота была передана пару. Пар совершил полезную механическую работу 48 МДж. Используйте первый закон термодинамики: ΔQ=ΔU+A. 1) Сколько теплоты получил пар? 2) Чему равно изменение внутренней энергии пара? 3) Каков коэффициент полезного действия этого теплового процесса, если полезной считать работу пара? Ответ выразите в процентах. 4) Объясните, почему увеличение потерь теплоты приводит к дополнительному расходу угля.