Question

Тепловой двигатель с КПД, равным 30 %, получил за некоторое время от нагревателя количество теплоты, равное 20 МДж. а) Чему равна полезная работа, совершённая двигателем за данное время  б) Чему равно отношение количества теплоты, полученной двигателем от нагревателя, к количеству теплоты, отданной двигателем холодильнику? в) Каким станет КПД двигателя, если количество теплоты, полученное от нагревателя, увеличится на 10 %, а количество теплоты, отданное охладителю, не изменится?

Answer 1

Дано:
КПД двигателя, η = 30% = 0.30
Количество теплоты от нагревателя, Qн = 20 МДж = 20 * 10^6 Дж

а) Найти полезную работу, совершенную двигателем за данное время.
б) Найти отношение количества теплоты, полученной от нагревателя, к количеству теплоты, отданной охладителю.
в) Найти КПД двигателя после изменений в количестве теплоты.

Решение:
а) Полезная работа двигателя: Wп = η * Qн = 0.30 * 20 * 10^6 Дж = 6 * 10^6 Дж

б) Отношение количества теплоты, полученной от нагревателя, к количеству теплоты, отданной охладителю: Qн / Qо = 20 * 10^6 Дж / (20 * 10^6 Дж - 6 * 10^6 Дж) = 20 / 14 = 1.4286

в) После увеличения количества теплоты от нагревателя на 10%, новый КПД будет: η' = Wп / (1.1 * Qн) = 6 * 10^6 Дж / (1.1 * 20 * 10^6 Дж) = 0.2727 или 27.27%

Ответ:
а) Полезная работа, совершенная двигателем за данное время, равна 6 МДж.
б) Отношение количества теплоты, полученной от нагревателя, к количеству теплоты, отданной охладителю, равно примерно 1.4286.
в) КПД двигателя после увеличения количества теплоты от нагревателя на 10% составит примерно 27.27%.