Question

Рассчитайте КПД идеальной тепловой машины, если температура нагревателя 727 градусов цельсию, а холодильника 327 градусов цельсия. Какая работа была совершена, если от нагревателя получено 50 кДж теплоты?

Answer 1

Сразу переведём температуру из градусов Цельсия в Кельвины:
Температура нагревателя Tн = (727 + 273) К = 1000 К;
Температура холодильника Tх = (327 + 273) К = 600 К.

Идеальная тепловая машина по определению работает по циклу Карно.
КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно можно определить так:
η = 1 – (Tх / Tн) = 1 – (600 К / 1000 К) = 1 – 0,6 = 0,4.
Таким образом, КПД равен 0,4 (или 40%).

При этом, как и для любой другой тепловой машины, КПД можно определить так:
η = Aп / Qн, где
Aп – совершённая полезная работа;
Qн – полученное от нагревателя количество теплоты.

Тогда:
Aп = η * Qн = 0,4 * 50 кДж
Aп = 20 кДж