Найти максимальное значение КПД идеальной тепловой машины, если в качестве нагревателя используется кипящая при нормальных условиях вода, а ...
Условие:
Решение:
Для определения максимального значения КПД идеальной тепловой машины, используя кипящую воду в качестве нагревателя и тающий лед в качестве холодильника, мы можем использовать Карно-цикл.
Карно-цикл - это теоретический цикл, который состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов. В нашем случае, изотермические процессы будут соответствовать кипению воды и таянию льда, а адиабатические процессы будут соответствовать изотермическому сжатию и изотермическому расширению.
Максимальное значение КПД идеальной тепловой машины можно выразить следующей формулой:
КПД = 1 - (Tc/Th)
где Tc - температура холодильника (в нашем случае, температура таяния льда), а Th - температура нагревателя (в нашем случае, температура кипения воды).
Температура таяния льда при нормальных условиях составляет 0°C или 273.15 K, а температура кипения воды при нормальных условиях составляет 100°C или 373.15 K.
Подставляя значения в формулу, получаем:
КПД = 1 - (273.15 K / 373.15 K) = 1 - 0.732 = 0.268
Таким образом, максимальное значение КПД идеальной тепловой машины, используя кипящую воду в качестве нагревателя и тающий лед в качестве холодильника, составляет 0.268 или 26.8%.
