Яким чином можна описати коефіцієнт корисної дії (ККД) ідеального теплового двигуна, в якому лід тане, виконуючи

Коефіцієнт корисної дії (ККД) ідеального теплового двигуна можна описати, використовуючи основні принципи термодинаміки і енергетики. Давайте розглянемо цю задачу крок за кроком:

1. Спочатку розглянемо, що таке ККД. ККД - це величина, яка використовується для оцінювання ефективності теплових процесів. Вона вимірює відношення корисної роботи (або енергії) до витраченої теплової енергії.

2. У вашій задачі лід тане, виконуючи функцію холодильника, тобто витрачає енергію для зниження температури. Зауважте, що енергія витрачена на перетворення льоду в воду вважається "некорисною", оскільки вона не використовується для виконання роботи.

3. З іншого боку, вода, що кипить, виконує роль нагрівника, тобто отримує енергію для підвищення температури. Ця енергія може бути використана для виконання корисної роботи.

4. Щоб визначити ККД, необхідно порівняти отриману корисну роботу з витраченою тепловою енергією. Корисна робота - це робота, яку виконує двигун, яка в даному випадку пов"язана з роботою, що виконується водою при нагріванні та охолодженні.

5. Оскільки ідеальний тепловий двигун є теоретичним конструктивним пристроєм, він працює без будь-яких втрат енергії. Тому ККД ідеального теплового двигуна може бути визначений як відношення корисної роботи до наданої теплової енергії.

Загалом, коефіцієнт корисної дії (ККД) ідеального теплового двигуна виражається наступною формулою:

\[ККД = \frac{\text{корисна робота}}{\text{витрачена теплова енергія}} = \frac{\text{робота виконана водою}}{\text{теплова енергія, надана льодом}}\]