В топке паровой машины сгорело 20 кг каменного угля, удельная теплота сгорания которого равна 30 МДж/кг. При этом машиной была совершена полезная механическая работа 150 МДж. Найти КПД этой тепловой машины(в %)

Q=qm,Q=20*30*10^6=6*10^8
КПД=A/Q=150*10^6/6*10^8=0,25
КПД=25%

Чтобы найти КПД тепловой машины, нам необходимо знать, какую часть теплоты, выделенной в результате сгорания угля, была использована для совершения полезной механической работы.

КПД (коэффициент полезного действия) тепловой машины выражается как отношение полезной работы к полученной теплоте и умножается на 100% для получения значения в процентах.

Для решения этой задачи нам понадобятся две формулы. Первая формула связывает энергию сгорания с механической работой, а вторая формула определяет КПД.

1. Формула, связывающая энергию сгорания с механической работой:
Работа = Энергия сгорания x КПД

2. Формула для нахождения КПД:
КПД = Полезная работа / Энергия сгорания

Давайте решим эту задачу:

Шаг 1: Найдем энергию сгорания угля.
Энергия сгорания = масса угля x удельная теплота сгорания
Энергия сгорания = 20 кг x 30 МДж/кг

У нас есть масса угля в килограммах, поэтому нам нужно перевести удельную теплоту сгорания из МДж/кг в кДж/кг.
1 МДж = 1000 кДж
Удельная теплота сгорания = 30 МДж/кг x 1000 кДж/МДж

Выполняем вычисления:
Удельная теплота сгорания = 30000 кДж/кг

Шаг 2: Найдем количество полученной теплоты:
Полученная теплота = масса угля x удельная теплота сгорания
Полученная теплота = 20 кг x 30000 кДж/кг

Выполняем вычисления:
Полученная теплота = 600000 кДж

Шаг 3: Найдем КПД тепловой машины:
КПД = Полезная работа / Энергия сгорания
КПД = 150 МДж / 600 МДж x 100%

Нам нужно перевести полезную работу из МДж в кДж:
1 МДж = 1000 кДж
Полезная работа = 150 МДж x 1000 кДж/МДж

Выполняем вычисления:
Полезная работа = 150000 кДж

Далее, выполняем вычисления для нахождения КПД:
КПД = 150000 кДж / 600000 кДж x 100%

Выполняем деление и умножение на 100%:
КПД = 0.25 x 100%

Ответ: КПД тепловой машины равен 25%.

Таким образом, КПД этой тепловой машины составляет 25%.