Сколько теплоты потребляет эта машина от нагревателя за один цикл работы, если идеальная тепловая машина с КПД

Содержание: Расчет потребляемой теплоты идеальной тепловой машиной

Пояснение: Чтобы рассчитать потребляемую теплоту идеальной тепловой машиной, мы должны использовать формулу для КПД (коэффициента полезного действия) идеальной тепловой машины. КПД определяется как отношение полезной работы к подводимой к машине теплоте.

Формула для КПД выглядит следующим образом:

КПД = Полезная работа / Подводимая теплота

Мы знаем, что КПД идеальной тепловой машины составляет 10%, что означает, что при каждом цикле работы мы используем 10% от подводимой теплоты.

Поскольку мы имеем дело с таянием 900 г льда, нам также необходимо использовать формулу теплоты плавления, которая составляет 334 Дж/г.

Теперь мы можем рассчитать потребляемую теплоту идеальной тепловой машиной:

Подводимая теплота = Потребляемая теплота / КПД

Подводимая теплота = (Масса льда) * (Теплота плавления льда)

Подставим значения:

Подводимая теплота = (900 г) * (334 Дж/г) = 300 600 Дж

Потребляемая теплота = Подводимая теплота / КПД

Потребляемая теплота = 300 600 Дж / 0.1 = 3 006 000 Дж

Ответ: Данная машина потребляет 3 006 000 Дж теплоты от нагревателя за один цикл работы.

Совет: Для лучшего понимания принципов работы идеальных тепловых машин, рекомендуется ознакомиться с принципом работы тепловых двигателей и циклом Карно.

Ещё задача: Сколько теплоты потребляет идеальная тепловая машина с КПД 25%, используя резервуар со льдом массой 500 г при температуре -10 °C, если за один цикл работы в холодильнике машины тает 600 г льда?

Содержание вопроса: Вычисление потребляемой теплоты энергетической установки

Решение:
Для решения этой задачи, нам необходимо учесть КПД идеальной тепловой машины и количество теплоты, затрачиваемой на таяние льда.

КПД (кпд) идеальной тепловой машины составляет 10%, что означает, что 10% подаваемой энергии преобразуется машиной в полезную работу, а остальные 90% теряются в виде теплоты.

Далее мы должны рассмотреть процесс таяния льда в холодильнике. При таянии льда каждый грамм требует 334 джоуля теплоты. Следовательно, для таяния 900 г льда нужно 900 * 334 = 300600 джоулей теплоты.

Теперь мы можем рассчитать потребляемую теплоту энергетической установки. Учитывая, что 90% продукции преобразуется в полезную работу, мы можем использовать следующую формулу:
\[Q_{п_у} = \frac{Q_{н}}{КПД}\]
где \(Q_{п_у}\) - потребляемая теплота энергетической установки, \(Q_{н}\) - теплота, возвращаемая нагревателем.

Вставляя конкретные значения, мы получаем:
\[Q_{п_у} = \frac{300600 джоулей}{0.1} = 3006000 джоулей\]

Таким образом, машина потребляет 3006000 джоулей теплоты от нагревателя за один цикл работы.

Совет: Чтобы лучше понять это понятие, рекомендуется изучить термодинамику и узнать больше о КПД идеальных тепловых машин.

Задача на проверку: Что произойдет с потребляемой теплотой, если КПД тепловой машины увеличится до 20%? Ответ дайте в джоулях.