Рада видеть вас у себя, мои дорогие)!
Всем, так или иначе, знакомо устройство, которое называется тепловой двигатель: на автомобилях ездят все. Рассмотрим схематично тепловую машину. Она состоит из нагревателя, холодильника и рабочего тела. В тепловом двигателе нагреватель и рабочее тело, это, по сути, одно и тоже. Но вернемся к идеализации. Нагреватель передает рабочему телу количество теплоты, которое мы назовем Q нагревателя. Рабочее тело окружено камерой, которая отнимает у него энергию. Назовем это количество теплоты Q холодильника. Рабочее тело совершает полезную работу (вращает вал, двигает поршень и так далее) на разнице теплот нагревателя и холодильника. Тогда КПД машины можно определить как отношение полезной работы к теплоте нагревателя.
Давайте рассмотрим подробно, чтобы не ошибаться впредь и вообще), КПД тепловой машины, которая работает по некоторому циклу, состоящему из двух изобар и двух изохор. Диаграммы в координатах pV выглядит как прямоугольник в соответствующем масштабе. Как подойти к решению такой задачи? Все просто! Разделяй, потом собирай, - и властвуй).
Сначала определяем, что в цикле, состоящем из четырех изопроцессов, первые два происходит с поглощением теплоты. Это и есть теплота нагревателя. Последние два процесса наоборот, - при выделении теплоты — это теплота холодильника.Для их определения пойдем по каждому процессу отдельно:
i - это число степеней свободы. Для нас все задачи - с одноатомным идеальным газом - число степеней свободы равно 3.
Прямо скажем, невысок КПД такой машины. И больше 100 процентов он не бывает. И даже 100 процентов не бывает.
В 22 линии, согласно рекомендациям ФИПИ, может быть предложена задача на задачи на использование нагревателя заданной мощности (например, нагревание и кипячение воды в чайнике с заданным КПД процесса). Здравствуй, ОГЭ)))! Для повышения КПД используют работу и по другим циклам, например, по циклу Карно. Рассмотрим пример. Идеальная тепловая машина с температурой холодильника T1 и температурой нагревателя T2 за один цикл своей работы получает от нагревателя количество теплоты Q. За счет совершаемой машиной работы груз массой m поднимается вверх с поверхности земли. На какую высоту над землей поднимется этот груз через N циклов работы машины? Смотрим …
Встречается КПД и в «критиканских» задачах... Но это уже совсем другая история) Завтра продолжим.