Паровая машина работает в интервале температур t1 = 120 °С, t2 = 320 °С, получая от нагревателя количество теплоты Q1 = 200 кДж за каждый цикл. Найдите
Для начала, давайте определим, что такое паровая машина. Паровая машина - это устройство, которое использует пар для производства механической работы. Она работает на основе цикла Карно, который состоит из двух процессов: изотермического расширения и адиабатического расширения.
Теперь рассмотрим каждый шаг решения по порядку:
1. Найдем работу, совершенную паровой машиной за каждый цикл. Для этого воспользуемся формулой:
W = Q1 - Q2
где Q1 - количество теплоты, получаемое от нагревателя за цикл, а Q2 - количество теплоты, отдаваемое холодильнику (для паровой машины это обычно атмосфере) за цикл.
2. Чтобы найти Q2, нужно учесть, что процесс расширения пара в паровой машине является адиабатическим. Это значит, что мы можем использовать формулу адиабатической работы:
W2 = CvdeltaT
где W2 - работа, совершенная паром при адиабатическом расширении, Cv - теплоемкость при постоянном объеме пара, deltaT - изменение температуры пара.
3. Чтобы найти deltaT, используем формулу идеального газа:
deltaT = T2 - T1
где T1 и T2 - начальная и конечная температуры пара соответственно.
4. Теперь мы можем найти W2, используя полученное значениe deltaT и известное значение Cv.
5. Так как в процессе адиабатического расширения нет обмена теплом, можем записать: Q1 = Q2 + W2.
6. Заменяем значения Q1 и W2 в уравнении из пункта 5 и находим Q2.
7. Наконец, найдем работу, совершенную паровой машиной за каждый цикл, используя формулу из пункта 1.
Вот пошаговое решение:
1. W = Q1 - Q2
2. W2 = CvdeltaT
3. deltaT = T2 - T1
4. W2 = Cv(T2 - T1)
5. Q1 = Q2 + W2
6. Q2 = Q1 - W2
7. W = Q1 - Q2
Таким образом, мы можем найти работу, совершенную паровой машиной за каждый цикл.
Решение к задаче представлено в виде картинки и приложено к ответу