Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя можно вычислить по формуле: КПД = (A / Q) * 100%, где A - работа, выполненная двигателем, а Q - количество теплоты, переданное от нагревателя. Идеальный тепловой двигатель работает согласно циклу Карно, и его КПД можно вычислить по формуле: КПД идеального = 1 - (t2 / t1). Сначала преобразуем температуры в Кельвины: t1 = 227 °C + 273,15 = 500,15 K, t2 = 27 °C + 273,15 = 300,15 K. Теперь подставим эти значения в формулу для КПД идеального двигателя: КПД идеального = 1 - (300,15 / 500,15) ≈ 0,40 (или 40%). Теперь высчитаем работу, выполненную двигателем, используя мощность: A = 16,4 кВт * 1 час = 16,4 кВт * 3600 секунд = 59040 Дж (джоули). Теперь рассчитываем количество теплоты, переданное от нагревателя. Если 4 кг бензина — это количество газа, то можно принять, что теплотворная способность бензина примерно 42 МДж/кг. Q = 4 кг * 42 МДж/кг = 168 МДж = 168000000 Дж. Теперь рассчитаем КПД настоящего двигателя: КПД = (A / Q) * 100% = (59040 Дж / 168000000 Дж) * 100% ≈ 0,035 (или 3,5%). Теперь найдем, во сколько раз КПД этого двигателя меньше, чем КПД идеального двигателя: Отношение = КПД идеального / КПД настоящего = 0,40 / 0,035 ≈ 11,43. Таким образом, КПД данного двигателя меньше, чем КПД идеального теплового двигателя примерно в 11,43 раз.
