Какое максимальное значение эффективности могут достичь паровые двигатели, если они получают пар из котла

Для решения этой задачи нам понадобится знание о тепловом двигателе и КПД (КПД) - коэффициенте полезного действия тепловой машины.

КПД тепловой машины можно выразить следующей формулой:

\[\text{{КПД}} = \frac{{\text{{работа}}}{{\text{{затраченное тепло}}}} = \frac{{\text{{работа}}}{{Q_1 - Q_2}}},\]

где \(Q_1\) - полученное тепло, \(Q_2\) - отданное тепло.

Рассмотрим паровой двигатель, в котором пар получается из котла при температуре 200°С и давлении 2 атмосферы, а затем выпускается наружу при температуре 100°С.

Итак, в нашем случае:

\(T_1 = 200°С\) - температура пара в котле,
\(T_2 = 100°С\) - температура пара на выходе.

Также нам известно, что пар получается при давлении 2 атмосферы. Давление на выходе не указано, но предположим, что оно также равно 2 атмосферам.

Используя известные данные, мы можем записать формулу для КПД:

\[\text{{КПД}} = \frac{{\text{{работа}}}{{Q_1 - Q_2}}}.\]

В нашем случае \(Q_1\) - это полученное тепло, а \(Q_2\) - это отданное тепло.

В паровом двигателе работа выражается следующей формулой:

\(\text{{работа}} = Q_1 - Q_2\).

Подставляя это выражение в формулу для КПД, получаем:

\[\text{{КПД}} = \frac{{Q_1 - Q_2}}{{Q_1 - Q_2}} = 1.\]

Таким образом, максимальное значение эффективности паровых двигателей будет равно 1, или 100%. То есть паровой двигатель будет полностью эффективным и использовать всю полученную тепловую энергию для работы.

Надеюсь, что объяснение было понятным. Если у вас возникли дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!