593. В топке котла паровой турбины расходуется 0,35 кг дизельного топлива на 1 кВт·ч энергии. Температура по- ступающего в турбину пара 250 °С, температура холодиль- ника 30 °С. Вычислить фактический КПД турбины и срав- нить его с КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурных условиях.

593. Для решения задачи необходимо вычислить фактический КПД паровой турбины и сравнить его с КПД идеальной тепловой машины (цикла Карно) при заданных температурных условиях.

1. Определим фактический КПД паровой турбины. Удельный расход топлива составляет 0,35 кг на 1 кВт·ч энергии. Теплотворная способность дизельного топлива Q = 42 МДж/кг. Тогда затраченная тепловая энергия на 1 кВт·ч составляет: $$Q_{затр} = 0,35 \,кг \cdot 42 \cdot 10^6 \,Дж/кг = 14,7 \cdot 10^6 \,Дж = 14,7 \,МДж$$ Полезная энергия составляет 1 кВт·ч = 3,6 МДж. Фактический КПД турбины: $$\eta_{факт} = \frac{Q_{полезн}}{Q_{затр}} = \frac{3,6 \,МДж}{14,7 \,МДж} ≈ 0,245$$ Фактический КПД турбины составляет примерно 24,5%.
2. Определим КПД идеальной тепловой машины (цикла Карно) при заданных температурах. Температура поступающего пара (нагревателя) Tн = 250 °С + 273 = 523 К. Температура холодильника Tх = 30 °С + 273 = 303 К. $$\eta_{ид} = 1 - \frac{T_х}{T_н} = 1 - \frac{303}{523} ≈ 0,421$$ КПД идеальной тепловой машины составляет примерно 42,1%.
3. Сравнение КПД: Фактический КПД турбины (24,5%) значительно ниже, чем КПД идеальной тепловой машины (42,1%). Это связано с необратимостью процессов в реальной турбине, потерями тепла и энергии на трение и другими факторами.

Ответ: ηфакт ≈ 0,245; ηид ≈ 0,421; фактический КПД турбины значительно ниже, чем КПД идеальной тепловой машины.