Идеальная тепловая машина получает от нагревателя 2,5 кДж теплоты. Температура нагревателя 127°С, температура холодильника 27°С. Найти работу, совершаемую машиной, и количество теплоты, отдаваемое холодильнику.
от

1 Ответ

дано:  
количество теплоты, полученное от нагревателя Q_h = 2,5 кДж = 2500 Дж  
температура нагревателя T_h = 127°С = 127 + 273 = 400 K  
температура холодильника T_c = 27°С = 27 + 273 = 300 K  

найти:  
работу W, совершаемую машиной, и количество теплоты Q_c, отдаваемое холодильнику.

решение:  
Для идеальной тепловой машины используем закон Карно для вычисления КПД η:

η = 1 - (T_c / T_h).

1. Подставляем значения температур в формулу для КПД:

η = 1 - (300 / 400) = 1 - 0,75 = 0,25.

2. Теперь можем найти работу W, используя связь между работой, КПД и количеством теплоты:

η = W / Q_h.

Отсюда выражаем работу W:

W = η * Q_h = 0,25 * 2500 = 625 Дж.

3. Для нахождения количества теплоты Q_c, отдаваемого холодильнику, используем уравнение:

Q_h = W + Q_c.

Выражаем Q_c:

Q_c = Q_h - W = 2500 Дж - 625 Дж = 1875 Дж.

ответ:  
Работа, совершаемая машиной, составляет 625 Дж, а количество теплоты, отдаваемое холодильнику, составляет 1875 Дж.
от