Question

Температура нагревателя идеального теплового двигателя Карно 227 °C, а температура холодильника 27 °C. Рабочее тело двигателя совершает за цикл работу, равную 10 кДж. Какое количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за один цикл?

Answer 1

Дано:  
Т1 = 227 °C = 500 K (температура нагревателя)  
T2 = 27 °C = 300 K (температура холодильника)  
W = 10 кДж = 10,000 Дж (работа, совершаемая за цикл)  

Найти:  
Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя за один цикл  

Решение:  
Эффективность идеального теплового двигателя Карно определяется по формуле эффективности Carnot = 1 - T2/T1.  
С учетом известных температур, эффективность Carnot = 1 - 300/500 = 0.4.  

Работа, совершаемая за цикл, связана с полученным количеством теплоты и эффективностью по формуле W = Q * (1 - T2/T1), где Q - количество полученной теплоты.  
Отсюда Q = W / (1 - T2/T1) = 10,000 / (1 - 0.6) = 25,000 Дж.  

Ответ:  
Рабочее тело теплового двигателя Карно получает количество теплоты, равное 25,000 Дж, от нагревателя за один цикл.