Question

Определите КПД теплового двигателя, если газ получил от нагревателя 6кДж теплоты. При этом охладителю отдано4,2кДж теплоты!

Answer 1

КПД=(Qпол/Qзатр)×100%
КПД=((6-4,2)×10^3 Дж)/(3×10^3 Дж)×100%=0,3×100%=30%

Answer 2

КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя определяется как отношение полезной работы, совершенной двигателем, к полученной им теплоте от источника. Математически это выражается следующим образом:

\[ КПД = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Полученная теплота}} \]

В данном случае у нас есть источник теплоты (нагреватель) и сток теплоты (охладитель). Полезная работа в тепловом двигателе связана с изменением энергии внутри системы. Мы можем использовать первый закон термодинамики:

\[ \text{Полученная теплота} = \text{Полезная работа} + \text{Потери теплоты} \]

В данном случае потери теплоты представлены тепловым потоком к охладителю. Таким образом:

\[ 6 \, \text{кДж} = \text{Полезная работа} + 4,2 \, \text{кДж} \]

Теперь мы можем решить уравнение относительно полезной работы:

\[ \text{Полезная работа} = 6 \, \text{кДж} - 4,2 \, \text{кДж} = 1,8 \, \text{кДж} \]

Теперь мы можем подставить значение полезной работы и полученной теплоты в формулу для КПД:

\[ КПД = \frac{1,8 \, \text{кДж}}{6 \, \text{кДж}} \]

\[ КПД = 0,3 \]

Таким образом, КПД теплового двигателя в данном случае составляет 0,3 или 30%. Это означает, что только 30% полученной теплоты было преобразовано в полезную работу, а остальные 70% ушли в тепловые потери.