Тема урока
Физика

У скільки разів потрібно збільшити температуру нагрівника при постійній температурі холодильника, щоб збільшити

У скільки разів потрібно збільшити температуру нагрівника при постійній температурі холодильника, щоб збільшити ККД теплової машини, що працює за циклом Карно, в 2 рази?
Верные ответы (2):
  • Galina
    Galina
    12
    Показать ответ
    Тема урока: Увеличение КПД тепловой машины по Карно

    Инструкция: Чтобы понять, сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя, чтобы увеличить КПД тепловой машины в 2 раза, нужно обратиться к формуле КПД для тепловой машины по Карно:

    КПД = 1 - (Тх/Тн)

    Где КПД - КПД тепловой машины, Тх - температура холодильника и Тн - температура нагревателя.

    Для того, чтобы увеличить КПД в 2 раза, нужно найти значение Тн, при котором КПД будет равен половине от изначального значения КПД.

    Допустим, изначально КПД тепловой машины равен К. Тогда К/2 = 1 - (Тх/Тн).

    Чтобы решить это уравнение, нужно выразить Тн через Тх. Путем простых математических действий получаем: Тн = 2Тх.

    Это означает, что для увеличения КПД в 2 раза, температуру нагревателя нужно увеличить в 2 раза относительно температуры холодильника.

    Например: Если температура холодильника равна 10 градусов, то температуру нагревателя нужно увеличить до 20 градусов.

    Совет: Чтобы лучше понять принцип работы тепловой машины по Карно и ее КПД, рекомендуется изучить тепловые процессы и формулы, связанные с термодинамикой.

    Дополнительное задание: При температуре холодильника 5 градусов, какую температуру нагревателя нужно установить для увеличения КПД в 3 раза?
  • Якша
    Якша
    2
    Показать ответ
    Тема вопроса: КПД тепловых машин и цикл Карно

    Разъяснение: Для понимания задачи, нам необходимо знать следующие понятия: КПД (Коэффициент полезного действия) и цикл Карно.

    КПД тепловой машины определяется как отношение работы, совершаемой машиной, к получаемой теплоте. Математически оно записывается как КПД = (работа / теплота).

    Цикл Карно – идеализированный тепловой цикл, который работает между двумя резервуарами постоянных температур. В этом цикле, машина поглощает теплоту от более низкого температурного резервуара и отдаёт теплоту более высокому температурному резервуару.

    Теперь можем перейти к решению задачи. Пусть Т1 - начальная температура нагревателя, Т2 - температура холодильника, КПД1 - КПД в начальном состоянии тепловой машины, КПД2 - КПД после увеличения температуры нагревателя.

    Известно, что КПД2 = 2 * КПД1. Мы должны найти отношение Т2 к Т1, т.е. сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя.

    Из формулы КПД = 1 - (Т2 / Т1) следует, что КПД2 = 1 - (Т2 / (k * Т1)), где k - коэффициент увеличения температуры нагревателя.

    Подставляем известные значения: 2 * КПД1 = 1 - (Т2 / (k * Т1)).

    Дальше необходимо решить это уравнение относительно k.

    Дополнительный материал: Задача на знание КПД и цикла Карно.

    Совет: Чтобы лучше понять КПД и цикл Карно, рекомендуется ознакомиться с понятием тепловых машин, работы и теплоты.

    Упражнение: Если известно, что начальная температура нагревателя равна 300 К, а температура холодильника составляет 200 К, найдите коэффициент увеличения температуры нагревателя для удвоения КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно.
Написать свой ответ: