Дано:
Работа за один цикл (W) = 7,35*10^4 Дж
Температура нагревателя (Tн) = 100 °C = 373 K
Температура холодильника (Tх) = 0 °C = 273 K
Найти:
1) КПД машины (η)
2) Количество теплоты, полученное машиной в один цикл от нагревателя (Qн)
3) Количество теплоты, отданное за один цикл холодильнику (Qх)
Решение:
1) КПД идеальной тепловой машины по циклу Карно выражается как η = 1 - Tх / Tн.
Подставляя значения температур, найдем КПД машины:
η = 1 - 273 K / 373 K ≈ 0,27.
2) Количество теплоты, полученное машиной от нагревателя, можно найти по формуле для КПД: η = W / Qн. Переставим уравнение и найдем количество теплоты:
Qн = W / η = 7,35*10^4 Дж / 0,27 ≈ 2,72*10^5 Дж.
3) Количество теплоты, отданное холодильнику, равно разности количества теплоты, полученного от нагревателя, и работы:
Qх = Qн - W = 2,72*10^5 Дж - 7,35*10^4 Дж = 1,99*10^5 Дж.
Ответ:
1) КПД машины: примерно 0,27
2) Количество теплоты, полученное машиной от нагревателя: около 2,72*10^5 Дж
3) Количество теплоты, отданное холодильнику: приблизительно 1,99*10^5 Дж