Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя в каждую секунду 7,2 МДж теплоты и отдает в холодильник...

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя показывает, какая доля полученной тепловой энергии преобразуется в работу. Он определяется как отношение полезной работы, совершенной двигателем, к количеству тепла, полученному от нагревателя.

КПД ((\eta)) можно рассчитать по формуле: [ \eta = \frac{A}{Q_1} \times 100\% ] где:

• (A) — полезная работа, совершаемая двигателем.
• (Q_1) — количество теплоты, полученной от нагревателя.

Полезная работа ((A)) в данном случае равна разности между теплотой, полученной от нагревателя ((Q_1)), и теплотой, отданной холодильнику ((Q_2)): [ A = Q_1 - Q_2 ]

В нашем случае: [ Q_1 = 7{,}2 \, \text{МДж} ] [ Q_2 = 6{,}4 \, \text{МДж} ]

Подставим значения в формулу для полезной работы: [ A = 7{,}2 \, \text{МДж} - 6{,}4 \, \text{МДж} = 0{,}8 \, \text{МДж} ]

Теперь подставим значения в формулу для КПД: [ \eta = \frac{0{,}8 \, \text{МДж}}{7{,}2 \, \text{МДж}} \times 100\% ]

Проведем вычисления: [ \eta = \frac{0{,}8}{7{,}2} \times 100\% = \frac{8}{72} \times 100\% = \frac{1}{9} \times 100\% ]

Для удобства можно выразить (\frac{1}{9}) в процентах. Это приблизительно равно: [ \frac{1}{9} \approx 0{,}1111 \ldots ]

Соответственно: [ \eta \approx 0{,}1111 \times 100\% \approx 11{,}11\% ]

Итак, коэффициент полезного действия (КПД) данного теплового двигателя составляет приблизительно 11,11%.

Для расчета КПД теплового двигателя используется формула:

КПД = (Выходная работа / Поступившее тепло) * 100%

Выходная работа можно рассчитать как разницу между теплом, полученным от нагревателя, и теплом, отданным холодильнику:

Выходная работа = 7,2 МДж - 6,4 МДж = 0,8 МДж

Поступившее тепло равно теплу, полученному от нагревателя:

Поступившее тепло = 7,2 МДж

Теперь можем подставить значения в формулу для нахождения КПД:

КПД = (0,8 МДж / 7,2 МДж) * 100% = 11,1%

Итак, КПД теплового двигателя равен 11,1%