19. Паровая машина мощностью 40 л. с. потребляет 35 кг каменного угля за 1 ч. Найти фактический к. п. д. и сравнить его с к. п. д. идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурах пара. Температура котла 375 °C, а холодильника 100 °C.

Используем стандартные значения: \(1\) л. с. \(\approx735.5\) Вт и удельная теплота сгорания каменного угля \(q\approx2.9\cdot10^7\) Дж/кг.

Полезная энергия за час: \(A=40\cdot735.5\cdot3600\approx1.059\cdot10^8\) Дж. Теплота, выделившаяся при сгорании угля: \(Q=35\cdot2.9\cdot10^7=1.015\cdot10^9\) Дж.

Фактический КПД: \(\eta_{ф}=A/Q\approx0.104\), или около 10,4 %.

Для идеальной машины температуры в кельвинах: \(T_1=375+273=648\) К, \(T_2=100+273=373\) К. Тогда \(\eta_{ид}=1-\frac{373}{648}\approx0.424\), или около 42,4 %.

Фактический КПД составляет примерно \(10.4/42.4\approx0.25\) идеального.

Ответ: фактический КПД — около 10,4 %; идеальный — около 42,4 %. Фактический КПД примерно в четыре раза меньше.