Question

3. Рабочее тело идеальной машины получило от нагревателя 50кДж энергии при температуре 800K. Найти максимальный КПД машины и количество теплоты отданное
холодильнику. Температура холодильника 273К.

Answer 1

Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу для КПД машины:

КПД = (работа, совершенная машиной) / (теплота, полученная от нагревателя)

Мы знаем, что рабочее тело получило от нагревателя 50 кДж энергии. Очевидно, что это является работой, совершенной машиной. Таким образом, работа, совершенная машиной, равна 50 кДж.

Теперь мы должны найти теплоту, полученную от нагревателя. Для этого мы можем использовать следующую формулу:

теплота = работа + теплота, отданная холодильнику

Мы знаем, что работа равна 50 кДж. Теперь нам нужно найти теплоту, отданную холодильнику.

Для этого мы можем использовать формулу для работы, совершенной машиной:

работа = теплота, полученная от нагревателя - теплота, отданная холодильнику

50 кДж = теплота, полученная от нагревателя - теплота, отданная холодильнику

Теперь мы знаем, что температура нагревателя составляет 800 К, а температура холодильника составляет 273 К.

Для нахождения теплоты, отданной холодильнику, мы можем использовать формулу Карно для КПД:

КПД = 1 - (температура холодильника / температура нагревателя)

КПД = 1 - (273 / 800) = 1 - 0.34125 = 0.65875 (округляем до 0.66)

Теперь мы можем использовать найденный КПД, чтобы найти теплоту, отданную холодильнику.

Теплота, отданная холодильнику = работа - теплота, полученная от нагревателя

Теплота, отданная холодильнику = 50 кДж - (50 кДж * 0.66) = 50 кДж - 33 кДж = 17 кДж

Таким образом, максимальный КПД машины составляет 0.66 и количество теплоты, отданное холодильнику, равно 17 кДж.