Question

Температура нагревателя в три раза выше температуры холодильника. Какую часть энергии, полученнной в цикле Карно от нагревателя, газ отдаёт холодильнику?

Answer 1

Для того чтобы решить эту задачу, мы сначала должны разобраться в том, что такое цикл Карно.

Цикл Карно - это идеальный термодинамический цикл, состоящий из двух изотерм (процессов при постоянной температуре) и двух адиабат (процессов без теплопередачи). В случае холодильника и нагревателя, холодильник работает по циклу Карно как обратный термодинамический двигатель, а нагреватель работает как термодинамический двигатель.

Температура нагревателя в три раза выше температуры холодильника. Обозначим температуру нагревателя как Th и температуру холодильника как Tc. Согласно условию задачи, Th = 3Tc.

Нам известно, что отношение энергии, полученной в цикле Карно от нагревателя, к теплу, полученному от нагревателя, равно 1 - Tc/Th. Давайте рассмотрим пошаговое решение:

1. Запишем отношение энергии, полученной от нагревателя, к теплу, полученному от нагревателя:
Ответ: Энергия, полученная от нагревателя = 1 - Tc/Th.

2. Подставим значение Th = 3Tc в формулу:
Ответ: Энергия, полученная от нагревателя = 1 - Tc/(3Tc).

3. Упростим выражение, деля Tc на Tc:
Ответ: Энергия, полученная от нагревателя = 1 - 1/3.

4. Вычислим значение 1 - 1/3:
Ответ: Энергия, полученная от нагревателя = 2/3.

Таким образом, часть энергии, полученной в цикле Карно от нагревателя, которую газ отдает холодильнику, составляет 2/3.