Количество теплоты, которое тепловой двигатель отдаёт охладителю, увеличили на 10 %, а количество теплоты, которое он получает от нагревателя, увеличили на 15 %. Как изменился КПД двигателя — увеличился или уменьшился? Каким он стал, если первоначально он был равен 35 %?
от

1 Ответ

дано:  
- первоначальный КПД K1 = 35 % = 0.35  
- увеличение количества теплоты, отданного охладителю Q2 = 10 % = 0.1 * Q2  
- увеличение количества теплоты, полученного от нагревателя Q1 = 15 % = 0.15 * Q1  

найти:  
- как изменился КПД двигателя и каким он стал   

решение:  
Пусть количество теплоты, полученное от нагревателя, равно Q1, а количество теплоты, отданное охладителю, равно Q2. Тогда работа A, выполняемая двигателем, определяется как:

A = Q1 - Q2.  

Первоначальный КПД можно выразить как:  
K1 = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1.

Теперь подставим значения для Q1 и Q2 после увеличения:  
Новые количество теплоты:  
Q1_new = Q1 + 0.15 * Q1 = 1.15 * Q1  
Q2_new = Q2 + 0.1 * Q2 = 1.1 * Q2  

Работа A_new с новыми значениями:  
A_new = Q1_new - Q2_new  
= (1.15 * Q1) - (1.1 * Q2).

Чтобы выразить новый КПД (K2), используем формулу:  
K2 = A_new / Q1_new  
= [(1.15 * Q1) - (1.1 * Q2)] / (1.15 * Q1).

Теперь подставим Q2 через K1:  
Помимо этого, из первоначального КПД K1 мы можем выразить Q2:  
Q2 = Q1 * (1 - K1) = Q1 * (1 - 0.35) = Q1 * 0.65.

Подставим это в уравнение для нового КПД:  
K2 = [(1.15 * Q1) - (1.1 * (0.65 * Q1))] / (1.15 * Q1)  
= [1.15 * Q1 - 0.715 * Q1] / (1.15 * Q1)  
= (1.15 - 0.715) / 1.15  
= 0.435 / 1.15  
≈ 0.3783.

Таким образом, новый КПД K2 примерно равен 37.83 %.

Теперь сравним новый КПД с первоначальным:  
K2 > K1.

ответ:  
КПД двигателя увеличился и стал примерно равен 37.83 %.
от