Question

Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, 70 % теплоты, полученной от нагревателя, передаёт холодильнику.
Количество теплоты, получаемое рабочим телом за один цикл от
нагревателя, Q1 = 5 к Дж. Найти КПД цикла ɳ и работу А,
совершаемую за один цикл.

Answer 1

Для решения данной задачи, нам потребуется знать следующие формулы:

1. КПД цикла Карно (ɳ) равен отношению работы, совершенной при этом цикле, к количеству теплоты, получаемой от нагревателя:
ɳ = A / Q1

2. В случае цикла Карно работа (А), совершаемая за один цикл, равна разности количества теплоты, получаемого от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику:
A = Q1 - Q2

Где Q1 - количество теплоты, получаемое рабочим телом от нагревателя,
Q2 - количество теплоты, передаваемое рабочим телом холодильнику.

Дано:
Q1 = 5 кДж,
Q2 = 0.7 * Q1 (так как машина передает 70% теплоты холодильнику)

Теперь мы можем приступить к решению задачи.

1. Найдем количество теплоты, которое передается рабочим телом холодильнику:
Q2 = 0.7 * Q1
Q2 = 0.7 * 5 кДж
Q2 = 3.5 кДж

2. Теперь найдем работу, совершаемую за один цикл:
A = Q1 - Q2
A = 5 кДж - 3.5 кДж
A = 1.5 кДж

3. И, наконец, КПД цикла:
ɳ = A / Q1
ɳ = 1.5 кДж / 5 кДж
ɳ = 0.3

Таким образом, КПД цикла Карно (ɳ) равно 0.3 или 30%, а работа, совершаемая за один цикл (А), равна 1.5 кДж.