Question

Рабочая температура котла современной тепловой электростанции 550•С . Устройство охлаждается водой , температура которой 20•С . Каким был бы коэффициент полезного действия , если бы устройство работало по циклу идеальных тепловых машин ? Какая часть энергии топлива остаётся неиспользованной ?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

t₁ = 550°C;          T₁ = 273 + 550 = 823 К

t₂ = 20°C;            T₂ = 273 + 20 = 293  К

____________

КПД - ?

КПД = (T₁ - T₂)·100% / T₁ = (823 - 293)·100% / 823 ≈ 64%

То есть 36% энергии "выбрасывается" в холодильник.

Answer 2

Для расчета коэффициента полезного действия (КПД) устройства, работающего по циклу идеальных тепловых машин, можно использовать формулу Карно:

$КПД = 1 - \frac{T_{\text{хол}}}{T_{\text{гор}}}$

где:

• $T_{\text{хол}}$ = Температура холодного резервуара (температура охлаждающей воды)
• $T_{\text{гор}}$ = Температура горячего резервуара (рабочая температура котла)

В данном случае:

• $T_{\text{хол}} = 20^\circ\text{C} + 273.15$ (переводим в Кельвины)
• $T_{\text{гор}} = 550^\circ\text{C} + 273.15$

Подставляя значения в формулу:

$КПД = 1 - \frac{293.15}{823.15} \approx 0.643$

Таким образом, коэффициент полезного действия устройства, работающего по идеальному тепловому циклу в данных условиях, составляет около 0.643, или 64.3%.

Остающаяся неиспользованной часть энергии топлива в таком случае составляет $1 - 0.643 = 0.357$ или 35.7%. Эта часть энергии идет на потери, в том числе на теплоотдачу в окружающую среду из-за разницы в температурах.