Вариант 13.2. 1. Определить КПД тепловой машины, если за некоторое время её рабочее тело получило от нагревателя 1,1 · 10⁷ Дж и отдало при этом холодильнику 9,5 · 10⁶ Дж теплоты. 2. Каково назначение нагревателя в тепловом двигателе? 3. Что является нагревателем, рабочим телом и холодильником в ракетном двигателе?

Полезная работа равна разности полученной и отданной теплоты:

\(A=Q_{\text{н}}-Q_{\text{х}}=1.1\cdot10^7-9.5\cdot10^6=1.5\cdot10^6\) Дж.

Тогда КПД:

\(\eta=\frac{A}{Q_{\text{н}}}=\frac{1.5\cdot10^6}{1.1\cdot10^7}\approx0.136\).

\(\eta\approx13.6\%\).

Нагреватель передаёт рабочему телу теплоту, необходимую для его расширения и совершения механической работы.

В ракетном двигателе нагревателем служат продукты сгорания топлива в камере сгорания, рабочим телом — горячие продукты сгорания, истекающие через сопло, а холодильником — окружающая среда, которой передаётся часть энергии.