Почему полезная работа теплового двигателя меньше работы, совершаемой рабочим веществом при расширении?

Полезная работа теплового двигателя может быть меньше работы, совершаемой рабочим веществом при расширении, из-за различных потерь и неидеальностей в самом процессе работы двигателя. Вот несколько основных причин:

1. Тепловые потери: В реальных тепловых двигателях происходят различные виды тепловых потерь, такие как потери через стенки цилиндра или рабочего камера, потери из-за трения, потери через газы выхлопа и т.д. Все эти потери приводят к уменьшению полезной работы, поскольку часть энергии, которая могла бы быть использована для работы, расходуется на нагрев окружающей среды.
2. Неполное сгорание или неполное использование топлива: Внутренние сгорания в двигателях не всегда происходят идеально, и может происходить неполное сгорание топлива. Это означает, что не вся энергия топлива преобразуется в механическую работу, а часть энергии теряется в виде тепла или остается неиспользованной.
3. Механические потери: Двигатели имеют различные механические компоненты, такие как поршни, коленчатый вал, клапаны и приводы, которые подвержены трению и потерям энергии в виде тепла. Это трение приводит к механическим потерям, которые уменьшают полезную работу двигателя.
4. Несовершенства в цикле работы: Реальные тепловые двигатели работают по различным циклам, таким как циклы Отто, Дизеля или Брэятона. Эти циклы имеют свои ограничения и неидеальности, которые приводят к потерям энергии и уменьшению полезной работы.

В итоге, все эти факторы и неидеальности приводят к тому, что полезная работа теплового двигателя может быть меньше работы, совершаемой рабочим веществом при расширении. Это является одной из причин, почему КПД реальных тепловых двигателей ниже единицы.