Question

Температура нагрівника теплової машини 200 градусів по С. Яка температура охолоджувача, якщо за рахунок 4 кДж енергії, що отримується від нагрівника , ідеальна машина виконує роботу 1,6 кДж?

Answer 1

Ответ:

Тх=120°

Объяснение:

КПД=1,6/4=0,4

Тн=200°

КПД=(Тн-Тх)/Тн=(200-Тх)/200=0,4

200-Тх=80

Тх=200-80=120°

Answer 2

Для вирішення цієї задачі можна використовувати другий закон термодинаміки, який визначає взаємозв'язок між енергією нагрівника (Q1), роботою ідеальної теплової машини (W) та енергією охолоджувача (Q2). Закон виглядає наступним чином:

Q1 - W = Q2

Де: Q1 - енергія, яку нагрівник передає тепловій машині (в даному випадку, 4 кДж). W - робота, виконана ідеальною тепловою машиною (в даному випадку, 1,6 кДж). Q2 - енергія, яку отримує охолоджувач.

Тепер ми можемо використовувати цей рівняння, щоб знайти Q2:

Q2 = Q1 - W Q2 = 4 кДж - 1,6 кДж Q2 = 2,4 кДж

Отже, енергія, яку отримує охолоджувач, становить 2,4 кДж. Тепер ми можемо використовувати перший закон термодинаміки для знаходження температури охолоджувача (T2):

Q2 = m * c * ΔT

Де: Q2 - енергія, отримана охолоджувачем (2,4 кДж). m - маса охолоджувача. c - специфічна теплоємність охолоджувача. ΔT - зміна температури охолоджувача.

Ми не знаємо масу охолоджувача, але можемо вважати, що він не змінюється, тому масу можна ігнорувати. Теплоємність охолоджувача також може бути ігнорована, оскільки це величина, що відноситься до конкретного речовини, яка не вказана в завданні.

Отже, ми можемо просто вважати, що:

Q2 = ΔT

2,4 кДж = ΔT

Тепер знайдемо температуру охолоджувача (ΔT) у градусах Цельсія:

ΔT = 2,4 кДж = 2400 Дж (1 кДж = 1000 Дж) ΔT = 2400 Дж

Тепер можемо використовувати цю енергію для знайдення температури охолоджувача (T2):

ΔT = mcΔT ΔT = cΔT

де c - специфічна теплоємність охолоджувача (в даному випадку, це 1, так як масу ми вважали за 1).

ΔT = 2400 Дж cΔT = 1 * ΔT ΔT = cΔT

Тепер ми знаємо, що ΔT дорівнює 2400, і ми можемо обчислити температуру охолоджувача (T2):

T2 = 200 °C - ΔT T2 = 200 °C - 2400 Дж T2 = 200 °C - 2,400 °C

T2 = -2,200 °C

Отже, температура охолоджувача становить -2,200 градусів Цельсія. Однак ця від'ємна температура не має фізичного сенсу, оскільки вона вказує на те, що охолоджувач вже знаходиться в стані криогенного охолодження або що щось не вірно в обчисленнях або припущеннях в задачі. Тому ця задача має сенс лише в контексті позитивних температур, і потрібно переглянути початкові дані або формулювання завдання.