Дано:
T_нагревателя = 1000 °C = 1000 + 273 = 1273 K,
T_охладителя = 27 °C = 27 + 273 = 300 K.
Найти:
Максимально возможный КПД теплового двигателя.
Решение:
Максимально возможный КПД теплового двигателя (КПД Карно) рассчитывается по формуле:
η_макс = 1 - T_охладителя / T_нагревателя.
Подставим значения:
η_макс = 1 - 300 K / 1273 K ≈ 1 - 0,235 = 0,765.
Максимально возможный КПД теплового двигателя равен 0,765 или 76,5 %.
Теперь рассмотрим вопрос: может ли реальный КПД этого двигателя быть равным максимальному?
Реальный КПД всегда будет ниже максимального КПД, так как на пути теплового потока неизбежно присутствуют потери, такие как трение, теплопередача и другие несовершенства. То есть, реальный КПД не может быть равен максимально возможному.
Ответ:
Максимально возможный КПД теплового двигателя равен 76,5 %, и реальный КПД не может быть равным этому значению.