Question

Что такое КПД теплового двигателя, и объясните почему не может равняться 100%

Answer 1

КПД - это коэффициент полезного действия, другими словами это насколько двигатель эффективней работает. Он не может равняться 100% потому что ни один двигатель не может работать идеально и выделять всю энергию топлива в работу

Answer 2

КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя – это отношение работы, совершенной тепловым двигателем, к полученному им количеству теплоты. Он показывает, насколько эффективно тепловой двигатель преобразует теплоту, полученную от источника, в механическую работу.

КПД теплового двигателя определяется по формуле: КПД = (работа, совершенная двигателем) / (полученная теплота от источника)

Основной причиной, почему КПД теплового двигателя не может равняться 100%, является второй закон термодинамики. Этот закон утверждает, что невозможно преобразовать полностью всю поступающую теплоту в работу. В процессе работы теплового двигателя всегда происходят потери энергии в виде тепла, трения и других нежелательных явлений.

Например, внутренний сгорания двигатель автомобиля работает по циклу, в котором сначала происходит сжатие рабочей смеси, затем сгорание и расширение газов, и наконец, выхлоп. В каждом из этих этапов происходят потери энергии в виде тепла, трения и других неидеальных процессов. В результате, не всю теплоту, полученную от сгорания топлива, можно преобразовать в механическую работу.

Также стоит отметить, что КПД теплового двигателя ограничен температурными различиями. Чем больше разница в температуре между источником теплоты и рабочим телом, тем выше КПД. Однако, приближение температуры рабочего тела к температуре источника теплоты приводит к снижению КПД, так как разница в температуре, которая является основным источником работы, уменьшается.

Таким образом, несмотря на постоянное развитие и улучшение технологий, КПД тепловых двигателей всегда будет меньше 100% из-за потерь энергии в виде тепла и неидеальности процессов работы.