На сколько раз абсолютная температура нагревателя превышает абсолютную температуру холодильника, чтобы достичь
На сколько раз абсолютная температура нагревателя превышает абсолютную температуру холодильника, чтобы достичь КПД в 20% для идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно?
15.12.2023 09:43
Разъяснение:
Цикл Карно – это теоретический тепловой цикл, который идеальная тепловая машина может выполнять при работе между двумя резервуарами разной температуры, называемыми нагревателем и холодильником. КПД (Коэффициент полезного действия) - это мера эффективности работы тепловой машины и определяется как отношение полезной работы машины к затрачиваемой теплоте. Для идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, КПД можно выразить формулой:
КПД = (Тн - Тх) / Тн * 100%,
где Тн - абсолютная температура нагревателя, Тх - абсолютная температура холодильника.
Дополнительный материал:
Для достижения КПД в 20%, найдем на сколько раз абсолютная температура нагревателя должна превышать абсолютную температуру холодильника.
КПД = (Тн - Тх) / Тн * 100%
20% = (Тн - Тх) / Тн * 100%
Перенесем 100% на другую сторону:
0.2 * Тн = Тн - Тх
Тн * 0.2 = Тн - Тх
0.2 * Тн - Тн = -Тх
-0.8 * Тн = -Тх
Температуру холодильника можно считать нулем, так как абсолютная температура холодильника равна 0K.
-0.8 * Тн = 0
Тн = 0 / -0.8
Тн = 0K
Таким образом, абсолютная температура нагревателя должна быть равна 0K.
Совет:
Для более легкого понимания цикла Карно и вычисления КПД, рекомендуется изучение основных понятий термодинамики, таких как абсолютная температура, энтропия, работа, теплота, а также понимание различных тепловых циклов.
Дополнительное упражнение:
Найдите абсолютную температуру нагревателя, если КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, составляет 40% и абсолютная температура холодильника равна 273K.