Каково максимальное теоретическое количество работы, которое может выполнить машина, если в ней сожжено 200 кг угля

Тема: Работа и энергия

Дано:
Масса сожженного угля (m) = 200 кг
Коэффициент полезного действия (η) = 60% = 0,6
Удельная теплота сгорания угля (Q) = 2,9 • 10^7 Дж/кг
Температура в котле (T1) = 160 °С
Температура в холодильнике (T2) = -10 °С

Решение:
Для нахождения максимального теоретического количества работы, которое может выполнить машина, воспользуемся формулой для эффективности машины:

η = (Работа машины) / (Теплота, полученная от теплоисточника)

Теплота, полученная от теплоисточника может быть вычислена по формуле:

Теплота = масса × удельная теплота сгорания = m × Q

Так как у нас есть коэффициент полезного действия, можем записать:

Работа машины = η × Теплота

Подставим все известные значения и решим задачу:

Теплота = 200 кг × 2,9 • 10^7 Дж/кг = 5,8 • 10^9 Дж

Работа машины = 0,6 × 5,8 • 10^9 Дж = 3,48 • 10^9 Дж

Таким образом, максимальное теоретическое количество работы, которое может выполнить машина, составляет 3,48 • 10^9 Дж.

Совет:
Чтобы лучше понять работу и энергию, рекомендуется ознакомиться с основными понятиями этой темы, такими как работа, энергия, эффективность и законы сохранения энергии. Регулярное решение задач на данную тему поможет закрепить полученные знания.

Упражнение:
Пусть у вас есть машина, которая получает 500 Дж теплоты от источника и ее работа составляет 250 Дж. Какая эффективность у этой машины? (Ответ округлите до двух знаков после запятой)