Question

СРОЧНО ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ДАМ 40 БАЛЛОВ!!! Холодная машина, работающая по обратному циклу Карно, должна поддерживать в камере температуру t2 = -10 °С при температуре окружающей среды t1 = 20 °С. Какую работу (в кДж) надо совершить над рабочим веществом машины, чтобы отвести из камеры машины Q = 140 кДж тепла? (Ответ округлите до целого числа)

Answer 1

Ответ:

16кДж

Объяснение:

Холодильный коэффициент е= Q2/А= Т2/(Т1-Т2); искомая работа А= (Т1/Т2-1)*Q2= ((20+273) /(-10+273)-1)*140= (293/263-1)*140= 16 кДж.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу Карно для эффективности тепловой машины:

\[ \eta = 1 - \frac{T_2}{T_1} \]

где \( \eta \) - эффективность машины, \( T_1 \) - абсолютная температура источника (в данном случае температура окружающей среды), \( T_2 \) - абсолютная температура стока (в данном случае температура в камере машины).

Абсолютная температура вычисляется по формуле:

\[ T(K) = t(°C) + 273.15 \]

Теперь мы можем использовать эффективность для вычисления работы машины:

\[ \eta = \frac{W}{Q_1} \]

где \( W \) - работа, совершаемая машиной, \( Q_1 \) - количество тепла, получаемое от источника.

Работу \( W \) можно выразить как разность тепловых потоков:

\[ W = Q_1 - Q_2 \]

где \( Q_1 \) - тепло, получаемое от источника, \( Q_2 \) - тепло, отводимое в сток.

Теперь мы можем объединить все уравнения:

\[ \eta = 1 - \frac{T_2}{T_1} \] \[ \eta = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \]

Подставим значения и решим уравнение относительно \( Q_2 \):

\[ Q_2 = Q_1 - \eta \cdot Q_1 \]

Теперь мы можем подставить известные значения:

\[ Q_2 = 140 \, \text{кДж} - (1 - \frac{T_2}{T_1}) \cdot 140 \, \text{кДж} \]

где \( T_1 = 20 + 273.15 \) К, \( T_2 = -10 + 273.15 \) К.

Решив это уравнение, вы получите количество тепла \( Q_2 \), которое необходимо отвести в сток. Ответ округлите до целого числа.