Вопрос школьника
Тепловая машина за цикл получает от нагревателя Q1 = 200 Дж теплоты и отдаёт холодильнику Q2 = 40 Дж. Чему равен КПД машины?
Ответ от учителя
КПД (коэффициент полезного действия) тепловой машины определяется как отношение работы, которую она совершает, к теплоте, которую она получает от нагревателя. В математической форме это выглядит так:
η = W / Q1
где η — КПД, W — работа, совершаемая машиной, Q1 — теплота, получаемая машиной от нагревателя.
Чтобы найти КПД машины в данном случае, нам нужно знать работу, которую она совершает. Однако эта информация не предоставлена в условии задачи. Мы можем только узнать, что машина получает от нагревателя Q1 = 200 Дж теплоты и отдаёт холодильнику Q2 = 40 Дж.
Чтобы найти КПД машины, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии. Согласно этому закону, теплота, полученная машиной от нагревателя, должна быть равна сумме работы, которую она совершает, и теплоте, которую она отдаёт холодильнику:
Q1 = W + Q2
Подставляя значения, получаем:
200 Дж = W + 40 Дж
W = 160 Дж
Теперь мы можем найти КПД машины, используя формулу, которую мы указали выше:
η = W / Q1 = 160 Дж / 200 Дж = 0,8
Таким образом, КПД тепловой машины в данном случае равен 0,8 или 80%. Это означает, что из всей теплоты, полученной машиной от нагревателя, только 80% было использовано для совершения работы, а остальные 20% были потеряны в виде тепла, отданного холодильнику.
