Каков КПД тепловой машины, если она получает 50 КДж теплоты за 15 секунд своей работы и средняя мощность передачи

Тема: КПД тепловой машины

Описание: КПД, или Коэффициент Полезного Действия, это показатель, который характеризует эффективность работы тепловой машины. Он определяется как отношение полезной работы, совершенной машиной, к затраченной на это количество теплоты. В данной задаче нам дано количество полученной теплоты и средняя мощность, которая передается холодильнику. Для расчета КПД тепловой машины нужно использовать следующую формулу:

\[ КПД = \frac{{\text{{Полезная работа}}}}{{\text{{Затраченная теплота}}}} \]

Сначала рассчитаем полезную работу тепловой машины. Полезная работа определяется как разность переданной машиной теплоты и затраченной на это количество теплоты:

\[ \text{{Полезная работа}} = \text{{Полученная теплота}} - \text{{Затраченная теплота}} \]

Теперь рассчитаем затраченную теплоту машиной, используя формулу:

\[ \text{{Затраченная теплота}} = \text{{Средняя мощность}} \times \text{{Время работы}} \]

После того, как мы найдем полезную работу и затраченную теплоту, мы можем использовать формулу для расчета КПД:

\[ КПД = \frac{{\text{{Полезная работа}}}}{{\text{{Затраченная теплота}}}} \]

Пример использования:
Задача: Каков КПД тепловой машины, если она получает 50 КДж теплоты за 15 секунд своей работы и средняя мощность передачи теплоты холодильнику составляет 1000 Вт?

Решение:
Дано:
Полученная теплота = 50 КДж
Время работы = 15 секунд
Средняя мощность = 1000 Вт

Сначала рассчитаем затраченную теплоту:
Затраченная теплота = Средняя мощность × Время работы
Затраченная теплота = 1000 Вт × 15 сек = 15000 Дж = 15 КДж

Теперь мы можем рассчитать полезную работу:
Полезная работа = Полученная теплота - Затраченная теплота
Полезная работа = 50 КДж - 15 КДж = 35 КДж

Наконец, рассчитаем КПД:
КПД = Полезная работа / Затраченная теплота
КПД = 35 КДж / 15 КДж = 2.33 (или 233%)

Таким образом, КПД тепловой машины составляет 2.33 или 233%.

Совет: Для лучшего понимания концепции КПД тепловой машины, рекомендуется ознакомиться с основами термодинамики и принципами работы различных типов тепловых машин, таких как двигатели внутреннего сгорания или паровые турбины.

Упражнение: Поставьте в соответствие соответствующую формулу:
1. Коэффициент Полезного Действия (КПД)
2. Полезная работа
3. Затраченная теплота
4. Полученная теплота
a) КПД = Полезная работа / Затраченная теплота
b) Полезная работа = Полученная теплота - Затраченная теплота
c) Затраченная теплота = Средняя мощность × Время работы
d) Полученная теплота - Время работы × Средняя мощность