Яким буде коефіцієнт корисної дії теплового двигуна після збільшення температури нагрівника на 20% і зниження температури холодильника на 20%?
Ledyanaya_Skazka
Для решения данной задачи нам необходимо использовать формулу для расчёта КПД теплового двигателя. КПД (коефіцієнт корисної дії) определяет, какую долю тепла можно превратить в полезную работу. Формула для расчёта КПД такого двигателя выглядит следующим образом:
\[
\text{КПД} = \frac{{\text{Роб}}}{\text{Т}_1 - \text{Т}_2} \times 100\%
\]
где
\(\text{КПД}\) - КПД теплового двигателя,
\(\text{Роб}\) - полезная работа, которую производит двигатель,
\(\text{Т}_1\) - температура нагревателя,
\(\text{Т}_2\) - температура охладителя.
В данной задаче у нас есть два параметра - изменение температуры нагревателя и охладителя. Для удобства решения задачи представим исходные температуры нагревателя и охладителя как \(Т_1\) и \(Т_2\), соответственно.
После увеличения температуры нагревателя на 20%:
\[
Т_1" = Т_1 + 0.2 \cdot Т_1 = 1.2 \cdot Т_1
\]
После уменьшения температуры охладителя на 20%:
\[
Т_2" = Т_2 - 0.2 \cdot Т_2 = 0.8 \cdot Т_2
\]
Теперь мы можем использовать новые значения температур в формуле для расчёта КПД:
\[
\text{КПД}" = \frac{{\text{Роб}}}{Т_1" - T_2"} \times 100\%
\]
Чтобы найти изменение КПД, мы можем выразить \(\text{Роб}\) через КПД и температуры, и произвести замену. Возьмём исходную формулу для КПД:
\[
\text{КПД} = \frac{{\text{Роб}}}{Т_1 - T_2} \times 100\%
\]
Переставим формулу, чтобы выразить \(\text{Роб}\):
\[
\text{Роб} = \text{КПД} \times (Т_1 - T_2)
\]
Теперь мы можем использовать это выражение для вычисления \(\text{Роб}"\) с новыми значениями температур:
\[
\text{Роб}" = \text{КПД}" \times (Т_1" - T_2")
\]
Так как нас интересует изменение КПД, мы можем поделить \(\text{Роб}"\) на \(\text{Роб}\) и выразить изменение КПД в процентах:
\[
\text{Изменение КПД} = \frac{\text{Роб}" - \text{Роб}}{\text{Роб}} \times 100\%
\]
Подставим значения и выполним необходимые вычисления:
\[
\text{Изменение КПД} = \frac{\text{КПД}" \times (Т_1" - T_2") - \text{КПД} \times (Т_1 - T_2)}{\text{КПД} \times (Т_1 - T_2)} \times 100\%
\]
Теперь вам остается только подставить значения температуры нагревателя и охладителя, а также КПД теплового двигателя, чтобы вычислить итоговое значение изменения КПД.
\[
\text{КПД} = \frac{{\text{Роб}}}{\text{Т}_1 - \text{Т}_2} \times 100\%
\]
где
\(\text{КПД}\) - КПД теплового двигателя,
\(\text{Роб}\) - полезная работа, которую производит двигатель,
\(\text{Т}_1\) - температура нагревателя,
\(\text{Т}_2\) - температура охладителя.
В данной задаче у нас есть два параметра - изменение температуры нагревателя и охладителя. Для удобства решения задачи представим исходные температуры нагревателя и охладителя как \(Т_1\) и \(Т_2\), соответственно.
После увеличения температуры нагревателя на 20%:
\[
Т_1" = Т_1 + 0.2 \cdot Т_1 = 1.2 \cdot Т_1
\]
После уменьшения температуры охладителя на 20%:
\[
Т_2" = Т_2 - 0.2 \cdot Т_2 = 0.8 \cdot Т_2
\]
Теперь мы можем использовать новые значения температур в формуле для расчёта КПД:
\[
\text{КПД}" = \frac{{\text{Роб}}}{Т_1" - T_2"} \times 100\%
\]
Чтобы найти изменение КПД, мы можем выразить \(\text{Роб}\) через КПД и температуры, и произвести замену. Возьмём исходную формулу для КПД:
\[
\text{КПД} = \frac{{\text{Роб}}}{Т_1 - T_2} \times 100\%
\]
Переставим формулу, чтобы выразить \(\text{Роб}\):
\[
\text{Роб} = \text{КПД} \times (Т_1 - T_2)
\]
Теперь мы можем использовать это выражение для вычисления \(\text{Роб}"\) с новыми значениями температур:
\[
\text{Роб}" = \text{КПД}" \times (Т_1" - T_2")
\]
Так как нас интересует изменение КПД, мы можем поделить \(\text{Роб}"\) на \(\text{Роб}\) и выразить изменение КПД в процентах:
\[
\text{Изменение КПД} = \frac{\text{Роб}" - \text{Роб}}{\text{Роб}} \times 100\%
\]
Подставим значения и выполним необходимые вычисления:
\[
\text{Изменение КПД} = \frac{\text{КПД}" \times (Т_1" - T_2") - \text{КПД} \times (Т_1 - T_2)}{\text{КПД} \times (Т_1 - T_2)} \times 100\%
\]
Теперь вам остается только подставить значения температуры нагревателя и охладителя, а также КПД теплового двигателя, чтобы вычислить итоговое значение изменения КПД.
Знаешь ответ?