Question

Задача по тепловым двигателям: Дано: Q1 = 1 кДж A = 200 Дж T2 = 200 К Найти кпд и T.

Answer 1

Для решения данной задачи по тепловым двигателям, мы можем воспользоваться первым законом термодинамики и определить КПД (коэффициент полезного действия) двигателя, а также конечную температуру (T2), используя начальную теплоту (Q1) и полезную работу (A).

Первый закон термодинамики для теплового двигателя можно записать следующим образом:

Q1 - Q2 = A

Где: Q1 - начальная теплота (поступающая теплота) в систему. Q2 - конечная теплота (выделяющаяся теплота) из системы. A - полезная работа, совершаемая двигателем.

Теперь мы можем рассчитать Q2:

Q2 = Q1 - A

В данной задаче Q1 = 1 кДж (1000 Дж) и A = 200 Дж. Подставим эти значения:

Q2 = 1000 Дж - 200 Дж = 800 Дж

Теперь мы можем рассчитать КПД (η) двигателя, который определяется как отношение полезной работы к поступившей теплоте:

η = A / Q1

Подставим значения A и Q1:

η = 200 Дж / 1000 Дж = 0.2

Теперь мы знаем КПД двигателя, который составляет 0.2 или 20%.

Наконец, чтобы найти конечную температуру (T2), мы можем использовать закон сохранения энергии:

Q2 = mcΔT

Где: Q2 - выделяющаяся теплота (в данном случае 800 Дж). m - масса рабочего вещества (предположим, что она не меняется). c - удельная теплоемкость рабочего вещества. ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что Q2 = 800 Дж, и T1 = 200 К. Мы хотим найти T2.

Давайте предположим, что удельная теплоемкость c постоянна, тогда:

Q2 = mcΔT 800 Дж = m * c * (T2 - T1)

Теперь мы можем решить это уравнение относительно T2:

T2 - T1 = 800 Дж / (m * c)

T2 = T1 + 800 Дж / (m * c)

Теперь у нас есть все необходимые данные для расчета конечной температуры T2. Если известна масса рабочего вещества и его удельная теплоемкость, вы можете подставить их значения в уравнение, чтобы найти точное значение T2.