Question

В идеальной тепловой машине за счет каждого кДж получаемого от нагревателя, совершается работа 250 Дж. Определить КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника равна 27 с Цельсия.

Answer 1

За счет каждого кДж получаемого от нагревателя Qн=1000 Дж, совершается работа А=250 Дж.
кпд = А/Qн = 250/1000 = 0,25 (или 25%)
с другой стороны
кпд = 1-Тх/Тн
Тх= (27+273) = 300 К
Тн = Тх/(1-кпд) = 300/(1-0.25) =300/0,75 = 400 К (127 С)

Answer 2

Для определения КПД (коэффициента полезного действия) и температуры нагревателя в идеальной тепловой машине, нам понадобится использовать формулу Карно для КПД и уравнение теплового баланса. #### Формула Карно для КПД: КПД (η) идеальной тепловой машины определяется как отношение работы (W) к полученному теплу (Q1) от нагревателя: **η = W / Q1** #### Уравнение теплового баланса: Уравнение теплового баланса для идеальной тепловой машины гласит: **Q1 - Q2 = W** где Q1 - полученное тепло от нагревателя, Q2 - отданное тепло холодильнику, W - совершенная работа. Из условия задачи, мы знаем, что совершенная работа равна 250 Дж и температура холодильника равна 27 °C. Теперь, давайте решим задачу: #### Решение: 1. Переведем температуру холодильника из °C в Кельвины: Температура в Кельвинах = Температура в °C + 273.15 Температура холодильника = 27 °C + 273.15 = 300.15 K 2. Используем уравнение теплового баланса для определения полученного тепла от нагревателя: Q1 - Q2 = W Q1 - 300.15 = 250 Q1 = 250 + 300.15 Q1 = 550.15 Дж 3. Теперь, используя формулу КПД, определим КПД машины: η = W / Q1 η = 250 / 550.15 η ≈ 0.454 Таким образом, КПД машины составляет примерно 0.454, а температура нагревателя равна полученному теплу от нагревателя, т.е. 550.15 Дж. Пожалуйста, обратите внимание, что эти значения рассчитаны для идеальной тепловой машины, которая работает в соответствии с формулой Карно.