Рассчитайте КПД идеальной тепловой машины, если температура нагревателя 727 градусов цельсию, а холодильника 327 градусов цельсия. Какая работа была совершена, если от нагревателя получено 50 кДж теплоты?

Сразу переведём температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

Температура нагревателя Tн = (727 + 273) К = 1000 К;

Температура холодильника Tх = (327 + 273) К = 600 К.

Идеальная тепловая машина по определению работает по циклу Карно.

КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно можно определить так:

η = 1 - (Tх / Tн) = 1 - (600 К / 1000 К) = 1 - 0,6 = 0,4.

Таким образом, КПД равен 0,4 (или 40%).

При этом, как и для любой другой тепловой машины, КПД можно определить так:

η = Aп / Qн, где

Aп - совершённая полезная работа;

Qн - полученное от нагревателя количество теплоты.

Тогда:

Aп = η * Qн = 0,4 * 50 кДж

Aп = 20 кДж