Определить КПД теплового двигателя, работающего при температуре 125°С, если температура окружающего...

КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя можно определить по формуле:

η = 1 - (Tн/Tг),

где η - КПД теплового двигателя, Tн - температура нагрева (в данном случае 125°С), Tг - температура окружающей среды (в данном случае 25°С).

Подставляя значения, получаем:

η = 1 - (125 + 273)/(25 + 273) = 1 - 398/298 = 1 - 1.33 ≈ -0.33.

Так как полученное значение отрицательное, это означает, что в данном случае тепловой двигатель неэффективен и его КПД меньше 0. В данном случае необходимо уточнить условия задачи или применить другие методы расчета.

Для определения КПД теплового двигателя, работающего между двумя температурными резервуарами, можно использовать формулу для идеального теплового двигателя Карно. КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя Карно определяется следующим образом:

[ \eta = 1 - \frac{T{\text{х}}}{T{\text{г}}} ]

где:

• (\eta) — КПД двигателя,
• (T_{\text{х}}) — температура холодного резервуара (температура окружающей среды) в кельвинах,
• (T_{\text{г}}) — температура горячего резервуара (рабочая температура двигателя) в кельвинах.

Для начала необходимо перевести температуры из градусов Цельсия в кельвины, так как расчеты в термодинамике ведутся в абсолютной температурной шкале. Чтобы перевести градусы Цельсия в кельвины, добавьте 273.15.

Итак, температура горячего резервуара (125°C) в кельвинах:

[ T_{\text{г}} = 125 + 273.15 = 398.15 \, \text{K} ]

Температура холодного резервуара (25°C) в кельвинах:

[ T_{\text{х}} = 25 + 273.15 = 298.15 \, \text{K} ]

Теперь подставим эти значения в формулу для КПД:

[ \eta = 1 - \frac{298.15}{398.15} ]

Вычислим значение:

[ \eta = 1 - 0.749 = 0.251 ]

Таким образом, максимальный теоретический КПД данного теплового двигателя, работающего по циклу Карно между температурами 125°C и 25°C, составляет 25.1%.

Важно понять, что реальный двигатель всегда будет иметь меньший КПД, чем двигатель Карно, из-за различных потерь, таких как трение, теплопроводность и другие необратимые процессы. Однако этот расчет дает представление о максимальном возможном КПД для данного температурного диапазона.