Какое максимальное значение коэффициента полезного действия (КПД) может иметь тепловой двигатель, если температура нагревателя составляет 727° С, а температура холода - 27° С?

Физика 11 класс Тепловые машины и их эффективность максимальное значение КПД Тепловой двигатель температура нагревателя температура холода физика 11 класс Новый

Чтобы определить максимальное значение коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя, мы можем воспользоваться формулой для идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно. Эта формула выглядит следующим образом:

η = 1 - (T_h / T_c)

где:

• η - КПД теплового двигателя;
• T_h - абсолютная температура нагревателя (в Кельвинах);
• T_c - абсолютная температура холода (в Кельвинах).

Теперь давайте преобразуем температуры из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого нужно добавить 273.15:

• Температура нагревателя: 727° C + 273.15 = 1000.15 K;
• Температура холода: 27° C + 273.15 = 300.15 K.

Подставим полученные значения в формулу для КПД:

η = 1 - (1000.15 / 300.15)

Теперь вычислим это значение:

• 1000.15 / 300.15 ≈ 3.33;
• η = 1 - 3.33 = -2.33.

Поскольку КПД не может быть отрицательным, это означает, что необходимо правильно использовать формулу. Давайте пересчитаем:

Правильная формула должна быть:

η = 1 - (T_c / T_h)

Теперь подставим значения:

η = 1 - (300.15 / 1000.15)

Теперь вычислим это значение:

• 300.15 / 1000.15 ≈ 0.300;
• η = 1 - 0.300 = 0.700.

Таким образом, максимальное значение КПД теплового двигателя, работающего между двумя указанными температурами, составляет:

η ≈ 0.700 или 70%