Question

Во время сгорания смеси температура в цилиндре карбюраторного двигателя автомобиля "Волга" равна 2300К,температура холодильника 400К. При сгорании 0,08 г топлива совершается работа 1кДж. Определите КПД идеальной тепловой машины,работающей при тех же температурных условиях

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые основные понятия из термодинамики.

1. КПД (коэффициент полезного действия) идеальной тепловой машины определяется как отношение работы, совершенной этой машиной, к полученной ею теплоте:

КПД = работа / теплота.

2. В данной задаче совершается только работа двигателем автомобиля, поэтому работа равна 1кДж.

3. Чтобы найти полученную теплоту, мы можем воспользоваться формулой:

Полученная теплота = сорго топлива * Qнаг,

где сорго топлива - масса сгоревшего топлива, Qнаг - теплота сгорания топлива.

4. Теплота сгорания топлива указана в таблицах и составляет:

Qнаг = 46 МДж/кг.

5. Чтобы найти массу сгоревшего топлива, мы можем использовать известное соотношение:

сорго топлива = работа / Qнаг.

В нашем случае, сорго топлива = 0.08г = 0.00008кг (переводим граммы в килограммы).

6. Мы можем найти полученную теплоту, подставив известные значения в формулу:

Полученная теплота = 0.00008кг * 46 МДж/кг.

Переведем единицы Мегаджоули в Джоули:

Полученная теплота = 0.00008кг * 46 * 10^6 Дж/кг.

7. Теперь, чтобы найти КПД идеальной тепловой машины, мы можем просто использовать формулу:

КПД = работа / полученная теплота.

Подставим значения:

КПД = 1кДж / (0.00008кг * 46 * 10^6 Дж/кг).

8. Сократим единицы:

КПД = 1 / (0.00008 * 46 * 10^6).

9. Выполним математические операции:

КПД = 1 / 0.0368.

КПД ≈ 27.17%.

Итак, КПД идеальной тепловой машины, работающей при заданных температурных условиях, составляет примерно 27.17%.