Коэффициент полезного действия на ЕГЭ и ОГЭ по физике

Часто на занятиях у ребят возникает проблема с понятием КПД. Знакомство с коэффициентом полезного действия в школе начинается в конце 7 класса. К этому моменту должны быть пройдены такие физические величины как энергия, работа, мощность. Темы сложные, требующие хорошего абстрактного мышления, воображения, ну и конечно желания самого ученика их изучить, а у педагога правильно подать материал. К сожалению, к концу учебного года часто не остается сил и времени на разбор темы КПД. Тема дается на самостоятельное изучение или подается сжеванно и скомкано. Дальше когда тема КПД вновь появляется в 8-9-10-11 классах, ее уже никто не объясняет, так как подразумевается, что она была уже освоена в 7. Но на экзаменах ОГЭ и ЕГЭ, она к конечно же присутствует.

Разберемся с коэффициентом полезного действия на примере простой задачи

Какое количество энергии выделяется на совершение полезной работы тепловой машины, если ее КПД 25%? Общее количество энергии, которое выделяется при сжигании топлива равно Q.

В тепловом двигателе сжигается топливо. Энергия выделившаяся при этом, так называемая тепловая энергия, переходит в механическую.  В указанном процессе не все выделившееся тепло переходит в механическую энергию, а только его часть. Чтобы сообщать, какое количество затраченной тепловой энергии переходит в полезную работу, было введено понятие коэффициента полезного действия (КПД). КПД равно отношению полезной механической работы теплового двигателя, к энергии полученной при сгорании топлива. Обозначается греческой буквой η - эта. η = Ап/Q, где Aп – полезная работа; Q – количество теплоты, полученное от нагревателя. В указанной формуле КПД получается в долях. Что бы перевести его в проценты нужно еще домножить на 100%.

Из указанного выше соотношения получается, что полезной работы совершается всего 25%

Таким образом, на совершение полезной работы отводится 0,25Q. Также можно сделать вывод, что 75% тепла полученного при сжигании топлива просто теряется. Не очень эффективная машина. Если понятие КПД все еще  вызывает у вас трудности, то обращайтесь к репетитору.