РУҚА
Задание № 20 · ОГЭ

Мощность тепловой машины

Работа тепловой машины за единицу времени и её связь с КПД
3 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Мощность тепловой машины показывает, какую механическую работу машина совершает за единицу времени. Она определяется работой и временем её совершения, а через КПД тепловой машины — количеством теплоты, полученной от нагревателя.

Мощность тепловой машиныТермин «мощность» связан со способностью совершать работу быстро.
Мощность тепловой машины — физическая величина, равная отношению полезной механической работы \(A\), совершённой машиной, к промежутку времени \(t\), за который эта работа выполнена.

Формула мощности

Если за время \(t\) тепловая машина совершает полезную работу \(A\), её средняя мощность равна:

\[P = \frac{A}{t}\]

Единица мощности в СИ — ватт: \(1\ \text{Вт}=1\ \text{Дж/с}\). Для периодически работающей машины \(A\) — полезная работа за один или несколько циклов, а \(t\) — соответствующее время.

\(P\)
мощность
Вт
\(A\)
полезная механическая работа
Дж
\(t\)
время
с
\(Q_1\)
количество теплоты от нагревателя
Дж
\(\eta\)
КПД
1

Связь с КПД

Согласно энергетическому балансу тепловой машины, полезная работа связана с теплотой \(Q_1\), полученной от нагревателя, формулой \(A=\eta Q_1\). Поэтому мощность можно записать так:

\[P = \frac{\eta Q_1}{t}\]

Если известна тепловая мощность нагревателя \(P_\text{тепл}=Q_1/t\), то \(P=\eta P_\text{тепл}\). Следовательно, при одинаковом поступлении теплоты машина с большим КПД развивает большую механическую мощность.

№
Пример

Машина получила от нагревателя \(Q_1=2{,}0\cdot10^5\ \text{Дж}\) за \(10\ \text{с}\) при КПД \(\eta=0{,}30\). Её полезная мощность: \(P=\eta Q_1/t=0{,}30\cdot2{,}0\cdot10^5/10=6{,}0\cdot10^3\ \text{Вт}=6\ \text{кВт}\).

!
Не путайте

Мощность и КПД — разные величины. Мощность измеряется в ваттах и характеризует скорость совершения работы, а КПД не имеет единицы измерения и показывает долю полученной теплоты, превращённую в полезную работу. Подробные расчёты разобраны в задачах на КПД тепловых машин.

Проверьте себя

Как изменится мощность при неизменных \(Q_1\) и \(t\), если КПД увеличить в 2 раза?

Главное за минуту

Главное

  • Мощность тепловой машины равна \(P=A/t\) и измеряется в ваттах.
  • С учётом КПД: \(P=\eta Q_1/t=\eta P_\text{тепл}\).
  • Мощность характеризует быстроту совершения работы, а КПД — эффективность преобразования теплоты в работу.