Какая работа будет выполнена идеальной тепловой машиной, работающей по циклу Карно, если она получает 40 кДж энергии

Тема вопроса: Работа идеальной тепловой машины по циклу Карно

Описание: Цикл Карно - это теоретический цикл работы идеальной тепловой машины между двумя резервуарами различных температур. Он состоит из двух изохорических процессов (постоянного объема) и двух изотермических процессов (постоянной температуры).

Работа идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, можно найти, используя формулу:

\[W = Q_h \cdot \left(1 - \frac{T_c}{T_h}\right)\]

где:
- \(W\) - работа, которую выполняет тепловая машина
- \(Q_h\) - количество получаемой энергии от нагревателя
- \(T_c\) - температура холодильника
- \(T_h\) - температура нагревателя

В данной задаче, \(Q_h = 40\) кДж, \(T_c = 25°С\) и \(T_h = 150°С\).

Подставляя значения в формулу, мы получим:

\[W = 40 \cdot \left(1 - \frac{25}{150}\right)\]

\[W = 40 \cdot \left(1 - \frac{1}{6}\right)\]

\[W = 40 \cdot \frac{5}{6}\]

\[W = \frac{200}{3} \approx 66.67\] кДж

Таким образом, идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, выполняет приблизительно 66.67 кДж работы.

Совет: Чтобы лучше понять теорию работы идеальной тепловой машины по циклу Карно, рекомендуется изучить основные законы термодинамики и понять, как энергия переходит от нагревателя к холодильнику через цикл Карно.

Упражнение: Если нагреватель имеет температуру 200°С, а холодильник -20°С, какая работа будет выполнена идеальной тепловой машиной по циклу Карно, если она получает 50 кДж энергии от нагревателя?