4. Тепловой двигатель
Привет! Меня зовут Алексей, и сегодня я решил рассказать о тепловом двигателе. Недавно я сам изучал данную тему, и хочу поделиться с вами своим личным опытом и знаниями.
Дано, что тепловой двигатель получил от нагревателя за некоторое время количество теплоты, равное 4 МДж٫ а охладителю за то же самое время отдал количество теплоты٫ равное 3٫2 МДж. Температура нагревателя равна 1000 К٫ а температура охладителя равна 300 К.
а) Для начала, давайте вычислим полезную работу, совершенную двигателем за данное время.
Полезная работа теплового двигателя можно найти по формуле
$$W_{пол} Q_{н} ⎼ Q_{о}$$
Где \(W_{пол}\) ౼ полезная работа, \(Q_{н}\) ⎼ количество теплоты, полученное от нагревателя, и \(Q_{о}\) ౼ количество теплоты, отданное охладителю.
Подставляя значения, получаем⁚
$$W_{пол} 4 МДж ⎼ 3,2 МДж 0,8 МДж$$
Таким образом, полезная работа, совершенная двигателем за данное время, равна 0,8 МДж.
6) Далее٫ рассчитаем КПД данного двигателя.
КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя определяется формулой⁚
$$\eta \frac{W_{пол}}{Q_{н}} \cdot 100\%$$
Где \(\eta\) ⎼ КПД, \(W_{пол}\) ౼ полезная работа, а \(Q_{н}\) ⎼ полученное количество теплоты от нагревателя.
Подставим значения⁚
$$\eta \frac{0,8 МДж}{4 МДж} \cdot 100\% 20\%$$
Таким образом, КПД данного двигателя составляет 20%.
в) Наконец, узнаем, во сколько раз максимально возможный КПД этого двигателя больше реального.
Максимально возможный КПД теплового двигателя определяется формулой⁚
$$\eta_{макс} 1 ⎼ \frac{T_{о}}{T_{н}}$$
Где \(\eta_{макс}\) ⎼ максимально возможный КПД, \(T_{о}\) ౼ температура охладителя, а \(T_{н}\) ౼ температура нагревателя.
Подставим значения⁚
$$\eta_{макс} 1 ౼ \frac{300 K}{1000 K} 1 ౼ 0٫3 0٫7$$
Таким образом, максимально возможный КПД данного двигателя составляет 0,7.
Чтобы узнать, во сколько раз максимально возможный КПД больше реального, достаточно поделить эти значения⁚
$$\frac{\eta_{макс}}{\eta} \frac{0٫7}{0٫2} 3٫5$$
Итак, максимально возможный КПД этого двигателя больше реального примерно в 3,5 раза.
Вот и всё! Надеюсь, вам было интересно узнать об этом увлекательном техническом процессе из моего опыта и объяснений. Если у вас возникнут ещё какие-то вопросы ౼ обращайтесь!