Задание №167940: Задание 8
Задание 8. Чему равен КПД нагревательного элемента, если он нагревает полимерную нить от начальной температуры 20◦C до температуры 380◦C за то время, пока нить доходит до сопла через нагреватель? Внутри нагревателя пластик только разогревается и становится пластичным, процесс плавления (перехода в жидкое агрегатное состояние) не происходит. Удельная теплоёмкость полимерной нити 1.4 Дж/(г ·◦C). Остальные данные можно взять из предыдущих вопросов. Ответ выразите в процентах, округлите до целых. Критерий оценивания: точное совпадение ответа — 3 балла Максимальный балл за задание — 10
Что проверяет это задание
Задание относится к теме «Задание 8» и рассчитано на уровень 9 класса. Для решения понадобятся:
- построение модели
- применение физических законов
- проверка единиц измерения
Источник: ВсОШ в Москве — официальный архив · 2025
Качество материала
Показываем, из чего состоит страница и можно ли проверить материал по первоисточнику.
Последняя проверка решения:
Происхождение задания
- Банк заданий
- ВсОШ в Москве — официальный архив
- Организатор
- Редакция «Я сам решу»
- Год материала
- 2025
- Материалы
- 2 файла
Связанные понятия
План самостоятельного решения
- Перепишите известные данные и отдельно сформулируйте, что требуется найти или доказать.
- Свяжите условие с темой «Задание 8» и выберите подходящее правило, формулу или способ рассуждения.
- Запишите промежуточные шаги: это помогает заметить потерянный знак, случай или логический переход.
- Сверьте результат со всеми ограничениями условия и только затем откройте подробный разбор.
Ориентировочное время: 15 минут.
Закрепить тему
После разбора попробуйте решить ещё десять заданий по предмету «Физика». Вариант формируется заново, а ответы можно сразу проверить.
Решение по шагам
8) КПД любого устройства вычисляется по формуле:
𝐴
𝜂 = пол.
𝐴
зат
Где 𝐴 — полезная работа, т.е. работа, ради которой создано устройство. В нашем случае нагреватель служит
пол
для нагрева нити до температуры плавления. Поэтому
𝐴 = 𝑐𝑚(𝑡 − 𝑡) = 𝑐𝜇𝑣𝜏(𝑡 − 𝑡),
пол пл пл
где 𝑚 = 𝜇𝑣𝜏 — масса пластика, который подаётся в нагреватель за время 𝜏. Теперь 𝐴 — затраченная работа, т.е.
зат
энергия, которая была передана устройству во время его работы. В нашем случае это работа тока:
𝐴 = 𝑃𝜏.
зат
Подставим всё в формулу КПД:
𝑐𝜇𝑣𝜏(𝑡 − 𝑡) 𝑐𝜇𝑣(𝑡 − 𝑡) 1.4 · 4.76 · 0.01 · (380 − 20)
𝜂 = пл = пл = · 100% ≈ 60%.
𝑃𝜏 𝑃 40
Используемые формулы
𝜂 = пол.𝐴 = 𝑐𝑚(𝑡 − 𝑡) = 𝑐𝜇𝑣𝜏(𝑡 − 𝑡),где 𝑚 = 𝜇𝑣𝜏 — масса пластика, который подаётся в нагреватель за время 𝜏.𝐴 = 𝑃𝜏.𝜂 = пл = пл = · 100% ≈ 60%.
Самопроверка после решения
- Я использовал все данные из условия и не добавил неподтверждённых предположений.
- Каждый переход в рассуждении объяснён правилом, формулой или ранее доказанным фактом.
- Ответ соответствует вопросу, а обозначения и единицы измерения записаны однозначно.
- Я сравнил свой ход решения с разбором и понял причину каждого отличия.
Типичные ошибки
- Пропустить часть условия.
- Сделать вывод без проверки промежуточного шага.
- Записать только ответ без объяснения.