Задача 6. Почему КПД реального теплового двигателя никогда не может быть равен 100 %? Сформулируйте второе начало термодинамики, которое это объясняет.

Реальный тепловой двигатель получает от нагревателя количество теплоты \(Q_1\), часть этой энергии превращает в полезную работу, а оставшуюся часть передаёт холодильнику:

\[Q_1=A+Q_2\]

Количество теплоты \(Q_2\) не может быть равно нулю, поэтому:

\[\eta=\frac{A}{Q_1}=1-\frac{Q_2}{Q_1}<1\]

Кроме того, в реальном двигателе происходят необратимые процессы: трение, теплопередача при конечной разности температур и другие потери энергии.

Второе начало термодинамики: невозможно создать циклически работающую тепловую машину, которая полностью превращала бы всё полученное от нагревателя тепло в работу, не передавая часть теплоты холодильнику.

Ответ: КПД реального теплового двигателя всегда меньше 100 %, поскольку часть теплоты обязательно отдаётся холодильнику.