Question

Тепловая машина использует нагреватель с температурой 227°С и холодильник температурой 12°С. а) Вычислите КПД тепловой машины. b) Объясните, физический смысл КПД. c) Предложите два способа повышения КПД тепловой машины. d) Напишите, как называется машина, которая создана для превращения тепло энергии в механическую энергию.​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Т₁=227 °С=500 К;

Т₂=285 К;

а) КПД =1-Т₂/Т₁=1-285*100%/500=43 %;

b) характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. коэффициент использования тепла в тепловой машине

с) уменьшить потери тепла,  увеличить температуру нагревателя

d) паровая машина, преобразовывает  тепло в механическую энергию;

Answer 2

a) Для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) тепловой машины, мы можем использовать формулу Карно:

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

где:

• $T_{\text{нагр}}$ - абсолютная температура нагревателя в Кельвинах (K). В данном случае, $T_{\text{нагр}} = 227 + 273 = 500$ K.
• $T_{\text{хол}}$ - абсолютная температура холодильника в Кельвинах (K). В данном случае, $T_{\text{хол}} = 12 + 273 = 285$ K.

Теперь мы можем вычислить КПД:

$КПД = 1 - \frac{285}{500} = 1 - 0.57 = 0.43.$

Таким образом, КПД тепловой машины равен 0.43 или 43%.

b) Физический смысл КПД заключается в том, что это мера эффективности тепловой машины. Он показывает, какая часть поступающей тепловой энергии преобразуется в полезную работу, а какая часть теряется в виде отходящего тепла. В данном случае, 43% тепловой энергии, поданной в машину, превращается в полезную работу, а оставшиеся 57% теряются как отходящее тепло.

c) Два способа повышения КПД тепловой машины:

1. Увеличение разницы в температуре между нагревателем и холодильником. Чем больше разница в температуре, тем выше КПД тепловой машины по формуле Карно. Это может быть достигнуто путем повышения температуры нагревателя и/или снижения температуры холодильника.

2. Улучшение теплового изолятора. Чем меньше тепло утекает из системы, тем больше тепловой энергии остается для преобразования в работу. Улучшенная изоляция может существенно повысить КПД машины.

d) Машина, которая создана для превращения тепловой энергии в механическую энергию, называется тепловой машиной. Типичными примерами таких машин являются паровые двигатели, внутренние сгорания двигатели (двигатели внутреннего сгорания) и газотурбинные двигатели.