Каков КПД теплового двигателя, который использует 0,3 кг угля и развивает мощность 900 Вт в течение 0,5 часов? Ответ

Для того чтобы решить задачу, нам необходимо использовать формулу для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) теплового двигателя. КПД определяется как отношение полезной работы W, выполненной двигателем, к полученной теплоте Q:

\[ \text{КПД} = \frac{W}{Q} \cdot 100\% \]

Однако, перед тем как приступить к решению, нам необходимо выразить полученную теплоту Q через удельную теплоту сгорания угля и массу угля.

Для этого воспользуемся следующей формулой:

\[ Q = m \cdot c \]

Где:
- Q - полученная теплота
- m - масса угля
- c - удельная теплота сгорания угля

Теперь мы можем расчитать полученную теплоту Q:

\[ Q = 0.3 \, \text{кг} \cdot 30 \times 10^3 \, \text{Дж/кг} = 9 \times 10^3 \, \text{Дж} \]

Теперь, когда у нас есть значение полученной теплоты Q и мощность двигателя, мы можем найти полезную работу W, используя следующую формулу:

\[ W = P \cdot t \]

Где:
- W - полезная работа
- P - мощность
- t - время

Подставим наши значения в формулу:

\[ W = 900 \, \text{Вт} \cdot 0.5 \, \text{ч} = 450 \, \text{Дж} \]

Теперь мы можем подставить найденные значения полезной работы W и полученной теплоты Q в формулу для вычисления КПД:

\[ \text{КПД} = \frac{W}{Q} \cdot 100\% = \frac{450 \, \text{Дж}}{9 \times 10^3 \, \text{Дж}} \cdot 100\% \approx 5\% \]

Итак, КПД теплового двигателя будет округлен до 5%.