Question

Температура холодильника равна 20 ℃. Какова должна быть температура нагревателя, чтобы стало возможным достичь значения КПД теплового двигателя, равное 85%?

Answer 1

Хорошо, я буду выступать в роли школьного учителя и объясню этот вопрос.

Для начала, давайте разберемся, что такое КПД теплового двигателя. КПД, или Коэффициент полезного действия, это мера эффективности теплового двигателя, который показывает, сколько процентов полученной теплоты превращается в полезную работу.

Формула для расчета КПД теплового двигателя выглядит следующим образом:
КПД = (Полезная работа / Поступившая теплота) * 100%

Теперь вернемся к вопросу. Нам дано, что холодильник имеет температуру 20 ℃. Чтобы достичь значения КПД 85%, нам нужно определить температуру нагревателя. Для этого мы можем использовать следующую формулу:

КПД = (Tн - Tх) / Tн * 100%,

где КПД - значение КПД в процентах,
Tн - температура нагревателя,
Tх - температура холодильника.

Подставив значения в формулу, получим:

85% = (Tн - 20) / Tн * 100%.

Теперь приступим к решению уравнения. Раскроем скобки и приведем уравнение к виду:

85% = Tн / Tн - 20 / Tн * 100%.

Упростим выражение:

85% = 1 - 20 / Tн * 100%.

Теперь избавимся от процентов:

0.85 = 1 - 20 / Tн.

Избавимся от единицы:

-0.15 = -20 / Tн.

Для того чтобы избавиться от дроби, умножим обе части уравнения на Tн:

-0.15 * Tн = -20.

Теперь разделим обе части уравнения на -0.15:

Tн = -20 / -0.15.

Результатом будет:

Tн = 133.33.

Таким образом, температура нагревателя должна быть примерно 133.33 ℃ для достижения значения КПД теплового двигателя, равного 85%.