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
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%.