КПД теплового двигателя

На прошлых уроках мы познакомились с явлением превращения внутренней энергии в механическую. Не следует думать, что вся энергия уходит на полезную работу. Мы уже затрагивали такое понятие, как потери энергии. У каждого двигателя есть такие потери, от них зависит так называемый коэффициент полезного действия. Эта величина равна отношению полезной работы к количеству потребляемой энергии:

Например, в тепловом двигателе коэффициент полезного действия — это отношение количества теплоты, которое пошло на совершение работы, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

Очевидно, что КПД не может быть больше единицы, поэтому часто его выражают в процентах.

Например, если обогреватель потребляет из сети 100 килоджоулей, а отдаёт комнате только 30 килоджоулей, его коэффициент полезного действия составляет 30%.

Упражнения.

Задача 1. Двигатель внутреннего сгорания передал на коленчатый вал механическую энергию 1 кДж. Определите КПД этого двигателя, если он затратил 2500 Дж.

Задача 2. Первый двигатель получил от нагревателя 500 Дж, а его КПД равен 30%. Второй двигатель потребляет всю полученную энергию первого двигателя. Студент измерил полезную работу второго двигателя и получил 155 Дж. Что можно сказать об этом результате?

Задача 3. Существует некая цепочка из 5ти двигателей, КПД каждого из которых 90%. 1-й двигатель получает от нагревателя 2 кДж, а все последующие двигатели потребляют полезную работу предыдущего. Будет ли такая цепочка эффективнее, чем один двигатель с КПД 60%, получающий то же количество теплоты от нагревателя?