Question

Температура холодильника 127 °С. Корисну роботу, яку виконує машина за один цикл 360 Дж становить. Чому дорівнює температура нагрiвника ідеальноï тепловоï машини, якщо кількість теплоти, яку машина отримує від нагрівника становить 720 Дж?​

Answer 1

Объяснение:

За другим законом термодинаміки, ефективність ідеальної теплової машини залежить від відношення температур робочих тіл, а саме:

η = 1 - Tc/Th,

де η - ефективність теплової машини, Tc - температура нижнього теплового резервуару, Th - температура верхнього теплового резервуару.

Можна записати рівняння для отримання температури Th:

η = 1 - Tc/Th

Th = Tc / (1 - η)

За умовою задачі, машина отримує 720 Дж теплоти від нагрівника і виконує корисну роботу 360 Дж. Так як машина є ідеальною, то весь залишковий тепловий потік (360 Дж) повинен бути відведений у нижній тепловий резервуар (холодильник). Це можливо тільки при температурі Тc = 127 °C, тобто при температурі холодильника.

Ефективність машини можна визначити як відношення корисної роботи до отриманої теплоти:

η = W / Q,

де W = 360 Дж - корисна робота, Q = 720 Дж - отримана теплота.

Підставляючи ці значення в формулу для визначення температури Th, маємо:

Th = Tc / (1 - η) = 127 / (1 - (360/720)) ≈ 254 °C

Отже, температура нагрівника становить близько 254 °C

Answer 2

The temperature of a refrigerator is typically set to around 0-4°C (32-39°F) to keep food cold and prevent spoilage. A temperature of 127°C (260.6°F) is extremely high and indicates a malfunction or overheating issue with the refrigerator. It is important to address this issue promptly to avoid any potential safety hazards.

Regarding the second part of your question, you mentioned a machine that performs work of 360 J in one cycle and receives 720 J of heat from a heater. To determine the temperature of the ideal heat engine, we can use the equation:

Efficiency = (Useful work output) / (Heat input)

In this case, the useful work output is 360 J and the heat input is 720 J. Therefore, the efficiency of the heat engine can be calculated as:

Efficiency = 360 J / 720 J = 0.5

The efficiency of an ideal heat engine is given by the Carnot efficiency formula:

Efficiency = 1 - (Tc / Th)

Where Tc is the temperature of the cold reservoir and Th is the temperature of the hot reservoir. Rearranging the equation, we can solve for Th:

Th = Tc / (1 - Efficiency)

Substituting the values, we get:

Th = 127°C / (1 - 0.5) = 254°C

Therefore, the temperature of the heater in an ideal heat engine would be approximately 254°C.

Please note that these calculations are based on the assumption of an ideal heat engine, which may not be applicable in real-world scenarios. It is always important to consider the specific conditions and limitations of the system in question.

I hope this helps! Let me know if you have any further questions.