Задание №5108.
Решение расчетных задач. ОГЭ по физике
Высота плотины гидроэлектростанции (ГЭС) составляет 20 м, КПД ГЭС равен 90%. Сколько часов может светить лампа мощностью 40 Вт при прохождении через плотину 8 т воды?
Пояснение:
Дано:h = 20 м
η = 90%
P = 40 Вт
m = 8000 кг
Найти:t — ?
Решение:Согласно закону сохранения механической энергии механическая энергия системы тел, взаимодействующих только друг с другом и только силами тяготения и силами упругости, остается постоянной:
Eк1 + Eп1 = Eк2 + Eп2, где
Eк1,
Eп1 — кинетическая и потенциальная энергия системы в момент времени 1;
Eк2,
Eп2 — кинетическая и потенциальная энергия системы в момент времени 2.
Следовательно, потенциальная энергия воды, удерживаемая плотиной, равна затраченной (полной) работе ГЭС:
Aз = Eп = mgh = 8000 кг · 10 м/с2 · 20 м = 1 600 000 Дж.Коэффициентом полезного действия (КПД) механизма называют отношение полезной работы к затраченной (полной).
$$ \mathrm{КПД} = {{А_\text{п}} \over {А_\text{з}}}. $$ Часто его выражают в процентах:
$$ \eta = {А_\text{п} \over А_\text{з}} \cdot 100 \text{%}. $$ Выразив полезную работу из формулы для определения КПД, получим:
$$ А_\text{п} = {\eta \cdot А_\text{з} \over 100 \text{%}}. $$ Следовательно,
Ап = (90% · 1 600 000 Дж) / 100% = 1 440 000 Дж.Выразив время из формулы для определения работы электрического тока A = Pt, получим:
$$ t = {A \over t}. $$ Тогда:
t = 1 400 000 Дж / 40 Вт = 36 000 с.Следовательно, лампа мощностью 40 Вт при прохождении через плотину 8 т воды может светить:
36 000 с / 60 с = 600 мин / 60 мин = 10 часов. Ответ: 10 часов.
Источник: ФИПИ. Открытый банк тестовых заданий
Сообщить об ошибке
Тест с похожими заданиями