КПД тепловой машины 30%.

а) Чему равно количество теплоты, переданное холодильнику машины, если она получила от нагревателя 900 кДж теплоты?
b) Как можно увеличить КПД тепловой машины?

КПД тепловой машины показывает, какая часть теплоты, полученной от нагревателя, превращается в полезную работу.

Дано:

КПД машины:

Количество теплоты, полученное от нагревателя:

КПД тепловой машины определяется формулой:

где $A$ — полезная работа машины.

Найдём работу:

То есть из 900 кДж теплоты машина превращает в полезную работу 270 кДж.

Остальная часть теплоты передаётся холодильнику:

Ответ на пункт а):

Количество теплоты, переданное холодильнику, равно:

Пункт b). Как можно увеличить КПД тепловой машины?

КПД тепловой машины можно увеличить, если увеличить долю теплоты, которая превращается в полезную работу, и уменьшить потери энергии.

Основные способы:

1. Повысить температуру нагревателя.
   Чем выше температура нагревателя, тем больше потенциальный КПД тепловой машины.

2. Понизить температуру холодильника.
   Чем ниже температура холодильника, тем меньше теплоты машина отдаёт окружающей среде.

3. Уменьшить тепловые потери.
   Например, улучшить теплоизоляцию, чтобы меньше энергии уходило бесполезно.

4. Уменьшить трение в механизмах.
   Часть энергии теряется из-за трения, поэтому смазка деталей и улучшение конструкции помогают повысить КПД.

5. Совершенствовать конструкцию двигателя.
   Более эффективная конструкция позволяет большую часть полученной теплоты превращать в работу.

Итак, кратко: КПД тепловой машины можно увеличить, если повысить температуру нагревателя, понизить температуру холодильника и уменьшить потери энергии.