Question

Идеальная тепловая машина с КПД 40% получает от нагревателя 10 кДж теплоты за цикл работы продолжительностью 20 с. Какова средняя за цикл мощность передачи теплоты холодильнику?

Answer 1

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

Answer 2

Чтобы найти среднюю мощность передачи теплоты холодильнику, можно использовать формулу для КПД тепловой машины:

\[\text{КПД} = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Поступившая теплота}}\]

Для данной задачи КПД тепловой машины равен 40%, что можно выразить в дробном виде как \(0.4\). Поступившая теплота от нагревателя составляет 10 кДж за один цикл работы.

Полезная работа тепловой машины может быть найдена как разность поступившей теплоты и теплоты, ушедшей в окружающую среду (холодильник). Тепловая машина, работающая с таким КПД, преобразует только 40% поступившей теплоты в полезную работу, следовательно, 60% уходит в окружающую среду (холодильник).

\[ \text{Поступившая теплота} = 10 \, \text{кДж}\] \[ \text{Полезная работа} = 0.4 \times 10 \, \text{кДж} = 4 \, \text{кДж}\] \[ \text{Теплота, ушедшая в окружающую среду} = 10 \, \text{кДж} - 4 \, \text{кДж} = 6 \, \text{кДж}\]

Теперь, чтобы найти среднюю мощность передачи теплоты холодильнику за один цикл работы, мы можем воспользоваться формулой:

\[\text{Мощность} = \frac{\text{Теплота, ушедшая в окружающую среду}}{\text{Продолжительность цикла работы}}\]

\[\text{Мощность} = \frac{6 \, \text{кДж}}{20 \, \text{с}} = 0.3 \, \text{кВт}\]

Таким образом, средняя мощность передачи теплоты холодильнику за цикл работы составляет 0.3 кВт.