Идеальный газ при начальной температуре t1= 300k занимает объём v1= 20 л находясь под давление p1= 0.3 мпа. газ изохорно нагрет до t2=420к, а затем изобарно до t3= 510к. найдите работу газа при переходе из состояния 1 в состояние 3.
Тепловая мощность нагревателя чайника равна Q/t = W За время t нагреватель выделит количество теплоты Q равное Q = Wt Коль скоро кпд нагревателя равно η, то часть этой энергии будет передана воде: Q₁ = ηQ = ηWt Этой энергии хватило на то, чтобы вода массой m прогрелась с начальной температуры t₁ до температуры кипения 100⁰ С Q₁ = mC(100 - t₁) = ηWt откуда для кпд получаем
η = mC(100 - t₁)/Wt где m = 2 кг С = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды t₁ = 15 C - начальная температура воды W = 2000 Вт - мощность кипятильника чайника t = 5 мин = 300 сек - время прогрева воды до температуры кипения кпд этого чайника равно: η = 2·4200·(100 - 15)/2000·300 = 697 000/600 000 = 1,19
ответ: таких чайников не бывает.
Даже при 100% кпд кипятильника мощностью в 2000 Вт, всё равно количество тепла в 697 000 Дж, которое необходимо для нагрева 2 литров воды от 15 градусов до 100 градусов, сотворить за 5 минут невозможно: потребуется по крайней мере 697 000/2000 = 349 сек или 5 минут и 49 секунд. Так что либо время не 5 минут, либо вода теплее 15 градусов, либо литров меньше, либо мощность больше. Ну или чайник надо исследовать на предмет осуществления двигателя первого рода, выделяющего энергии больше, чем потребляет...
работа совершается только в изобарном процессе.
P1/T1=P2/T2
P2=126*10^4
P2=P3(изобара)
A=PdV
V2/T2=V3/T3
V3=0.02m^3*510K/420K=0.024
dV=V3-V2=0.004
A=126*10^4*0.004=5.4кДж