2019-11-13
Максимально возможный при данном нагревателе и холодильнике коэффициент полезного действия тепловой машины можно рассчитать, пользуясь формулой:
$к.п.д. = \frac{T_{нагрев} - T_{холод}}{T_{нагрев}}$,
где $T_{нагрев}$ и $T_{холод}$ - абсолютные температуры нагревателя и холодильника соответственно.
Из этого выражения видно, что при неизменной температуре нагревателя к.п.д. растет при понижении температуры холодильника.
Почему же в таком случае автомобиль (также являющийся тепловой машиной) потребляет зимой значительно больше бензина, чем летом? Ведь температура атмосферного воздуха, играющего роль холодильника, зимой ниже, тогда как температура образующихся при сгорании бензина газов практически одинакова и зимой, и летом.
Решение:
Отношение
$\frac{T_{нагрев} - T_{холод}}{T_{нагрев}}$,
представляющее ту часть энергии сгоревшего топлива, которая может быть переведена тепловой машиной в работу в наиболее благоприятном случае отсутствия бесполезных потерь (к.п.д. идеальной тепловой машины), зимой действительно возрастает. Однако в это время года масло в двигателе, коробке передач, дифференциале заднего моста и т. д. становится настолько густым, что, хотя применяются специальные зимние сорта с пониженной вязкостью, потери на трение сильно возрастают, и реальный к.п.д. оказывается меньше летнего. Кроме того, зимой приходится тратить много бензина на разогревание холодного двигателя при запуске. По этим причинам расход бензина зимой больше, чем летом.