Задание № 6 · ОГЭ

Коэффициент полезного действия теплового двигателя

Как связаны полезная работа двигателя и полученная теплота

2 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Коэффициент полезного действия теплового двигателя показывает, какая доля полученной от нагревателя теплоты превращается в полезную работу. КПД всегда меньше 100%, потому что часть теплоты передаётся холодильнику.

Коэффициент полезного действия теплового двигателяОбозначение $\eta$ — греческая буква «эта».

КПД теплового двигателя — это отношение полезной работы $A$, совершённой двигателем за цикл, к количеству теплоты $Q_1$, полученному рабочим телом от нагревателя: $\eta=\frac{A}{Q_1}$. Обычно КПД выражают десятичной дробью или в процентах.

Формула КПД

В тепловом двигателе рабочее тело получает от нагревателя количество теплоты $Q_1$, совершает полезную работу $A$ и передаёт холодильнику количество теплоты $Q_2$. По закону сохранения энергии полезная работа равна разности полученной и отданной теплоты:

\[A=Q_1-Q_2\]

Поэтому КПД можно вычислять двумя равными способами:

\[\eta=\frac{A}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}=1-\frac{Q_2}{Q_1}\]

Чтобы получить КПД в процентах, результат умножают на $100\%$. Чем меньше доля теплоты $Q_2$, отданной холодильнику, тем выше КПД. В циклическом процессе рабочее тело возвращается в исходное состояние, но это не означает, что вся полученная теплота превращается в работу.

№

Пример расчёта

Двигатель получил от нагревателя $Q_1=500$ Дж и передал холодильнику $Q_2=300$ Дж. Полезная работа $A=500-300=200$ Дж. Тогда $\eta=\frac{200}{500}=0{,}4=40\%$.

Не путайте КПД и полезную работу

КПД — это отношение, а не количество энергии. Работа измеряется в джоулях, а КПД — безразмерная величина или проценты. Нельзя записывать КПД в джоулях.

Проверьте себя

Двигатель получил от нагревателя 800 Дж и отдал холодильнику 600 Дж. Чему равен его КПД?

Главное за минуту

Главное

КПД теплового двигателя: $\eta=\frac{A}{Q_1}$.
Полезная работа равна разности теплот: $A=Q_1-Q_2$.
КПД показывает долю теплоты нагревателя, превращённую в работу, и выражается дробью или процентами.