В топке паровой машины сгорело 20 кг каменного угля, удельная теплота сгорания которого равна 30 МДж/кг. При этом машиной была совершена полезная механическая работа 150 МДж. Найти КПД этой тепловой машины(в %)
Чтобы найти КПД тепловой машины, нам необходимо знать, какую часть теплоты, выделенной в результате сгорания угля, была использована для совершения полезной механической работы.
КПД (коэффициент полезного действия) тепловой машины выражается как отношение полезной работы к полученной теплоте и умножается на 100% для получения значения в процентах.
Для решения этой задачи нам понадобятся две формулы. Первая формула связывает энергию сгорания с механической работой, а вторая формула определяет КПД.
1. Формула, связывающая энергию сгорания с механической работой:
Работа = Энергия сгорания x КПД
2. Формула для нахождения КПД:
КПД = Полезная работа / Энергия сгорания
Давайте решим эту задачу:
Шаг 1: Найдем энергию сгорания угля.
Энергия сгорания = масса угля x удельная теплота сгорания
Энергия сгорания = 20 кг x 30 МДж/кг
У нас есть масса угля в килограммах, поэтому нам нужно перевести удельную теплоту сгорания из МДж/кг в кДж/кг.
1 МДж = 1000 кДж
Удельная теплота сгорания = 30 МДж/кг x 1000 кДж/МДж
КПД=A/Q=150*10^6/6*10^8=0,25
КПД=25%