Какое количество теплоты переходит от нагревателя, если температура его составляет 500 кельвинов, в холодильник
Какое количество теплоты переходит от нагревателя, если температура его составляет 500 кельвинов, в холодильник, который имеет температуру 400 кельвинов, за один цикл? Какова работа, выполняемая машиной за один цикл?
16.12.2023 04:57
Инструкция: В данной задаче рассматривается перенос теплоты между нагревателем и холодильником посредством работы тепловой машины. В соответствии со вторым законом термодинамики, теплота может переходить только от источника высокой температуры (нагреватель) к источнику низкой температуры (холодильник). Количество теплоты, переходящей от нагревателя к холодильнику, можно вычислить с использованием формулы Карно:
Q = Q_н * (1 - T_х / T_н),
где Q - количество теплоты, переходящей от нагревателя к холодильнику,
Q_н - количество теплоты, которое можно получить от нагревателя,
T_х - температура холодильника,
T_н - температура нагревателя.
Чтобы вычислить работу, выполненную машиной, можно воспользоваться формулой Карно:
W = Q_н - Q,
где W - работа, выполненная машиной,
Q - количество теплоты, переходящей от нагревателя к холодильнику,
Q_н - количество теплоты, которое можно получить от нагревателя.
Доп. материал: Пусть количество теплоты, которое можно получить от нагревателя, равно 2000 Дж, а температуры нагревателя и холодильника составляют 500 К и 400 К соответственно. Тогда количество теплоты, переходящей от нагревателя к холодильнику, составит:
Q = 2000 * (1 - 400/500) = 2000 * (1 - 0.8) = 2000 * 0.2 = 400 Дж.
А работа, выполненная машиной, будет равна:
W = 2000 - 400 = 1600 Дж.
Совет: Для лучшего понимания тепловых машин и работы, рекомендуется изучить основы термодинамики, включая первый и второй закон термодинамики, а также формулы Карно. Также полезно понять, как тепловая машина использует разницу температур для производства работы.
Ещё задача: Пусть количество теплоты, которое можно получить от нагревателя, равно 3000 Дж, а температуры нагревателя и холодильника составляют 600 К и 200 К соответственно. Найдите количество теплоты, переходящей от нагревателя к холодильнику, а также работу, выполненную машиной.