7. Принцип действия тепловой машины. КПД теплового двигателя.

7. Принцип действия тепловой машины. КПД теплового двигателя.

Принцип действия тепловой машины: Тепловая машина — это устройство, которое преобразует тепловую энергию в механическую работу. Принцип её действия основан на циклическом процессе, включающем:

1. Получение теплоты от нагревателя (источника энергии).
2. Превращение части этой теплоты в работу.
3. Отдача оставшейся части теплоты холодильнику (более холодному телу).

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя: КПД показывает, какая доля полученной от нагревателя теплоты превращается в полезную работу. \( \eta = \frac{A_{полн}}{Q_{нагр}} \times 100 \% = \frac{Q_{нагр} - Q_{хол}}{Q_{нагр}} \times 100 \% = (1 - \frac{Q_{хол}}{Q_{нагр}}) \times 100 \% \).

Максимальный теоретический КПД теплового двигателя ограничен циклом Карно и зависит только от температур нагревателя \( T_{нагр} \) и холодильника \( T_{хол} \): \( \eta_{Карно} = (1 - \frac{T_{хол}}{T_{нагр}}) \times 100 \% \).