Циклы и Тепловые… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00047731

Задание №8. Термодинамика

Циклы и Тепловые Машины

№2. Задание 8

ID: 00047731

Для приведения в действие паровой машины в топке сжигают каменный уголь. Температура в топке составляет $1200\,^\circ\text{C}$ . Считая, что в качестве холодильника паровая машина использует атмосферу, температура которой равна $20\,^\circ\text{C}$ , определите максимальный теоретически возможный КПД этой паровой машины.

Ответ дайте в % и округлите до целого числа.

Источник: СтатГрад 14.12.2020

Решение

Нагреватель паровой машины — топка, холодильник — атмосфера. Максимально возможный КПД при таких температурах имела бы идеальная машина, работающая по циклу Карно. Он зависит только от абсолютных температур нагревателя и холодильника.

Шаг 1. Переводим в кельвины.

T_{\text{н}}=1200+273=1473\ \text{К},\qquad T_{\text{х}}=20+273=293\ \text{К}.

Шаг 2. КПД Карно.

\eta_{\max}=1-\dfrac{T_{\text{х}}}{T_{\text{н}}}=1-\dfrac{293}{1473}\approx1-0{,}199=0{,}801.

Шаг 3. Округляем. $0{,}801=80{,}1\,\%\approx80\,\%$ .

Каменный уголь здесь только создаёт жар в топке: ни его масса, ни теплота сгорания для предельного КПД не нужны.

Проверим себя. Если по ошибке подставить градусы Цельсия, получится $1-\dfrac{20}{1200}\approx0{,}98$ — почти $100\,\%$ , для паровой машины нереально.

Ответ

Другие задания по теме «Циклы и Тепловые Машины» (8)