Яка температура нагрівника, якщо температура холодильника відома, обчислити? Коефіцієнт корисної дії (ККД) теплового

Температура нагрівника: Об"єктив: Ми хочемо знайти температуру нагрівника, якщо температура холодильника відома, враховуючи коефіцієнт корисної дії (ККД) теплового двигуна та обсяг тепла, отриманого його робочим тілом від нагрівника.

Пояснення: Для розв"язання цієї задачі нам потрібно використовувати формулу ефективності теплового двигуна:

ККД = (Робота, виконана тепловим двигуном) / (Тепло, яке дісталось тепловому двигуну)

Ми знаємо, що ККД = 30% = 0.30 (у відсотках перетворюється на десяткове число). Нехай Q буде обсягом тепла, отриманим робочим тілом від нагрівника. Тоді Робота, виконана тепловим двигуном, дорівнює ККД помноженому на Q.

Припустимо, що температура нагрівника - Tн і температура холодильника - Тх. Використовуючи рівень Кельвіна для температури, ми можемо записати наступне виразення:

Tн = Tх + Q / (ККД * C),

де C є певною константою.

Отже, ми можемо виразити Tн:

Tн = Tх + Q / (0.30 * C).

Таким чином, тепер ми можемо знайти температуру нагрівника, використовуючи температуру холодильника, ККД теплового двигуна та обсяг тепла Q.

Приклад використання: Нехай температура холодильника (Тх) дорівнює 25 °С. ККД теплового двигуна (ККД) становить 0.30, а обсяг тепла (Q), отриманий його робочим тілом від нагрівника, дорівнює 1000 Дж. Знайдемо температуру нагрівника (Тн).

Tн = Tх + Q / (0.30 * C),

Tн = 25 + 1000 / (0.30 * C).

Для розв"язання точного значення температури нагрівника (Тн) потрібно мати значення константи C.

Рекомендація: Для кращого розуміння теми теплових двигунів та ефективності, рекомендується вивчити термодинаміку та основні закони теплового обміну. Також цікаво вивчити додаткові властивості та параметри теплових двигунів, такі як робота, тепло та ККД.

Вправа: Якщо температура холодильника становить 10 °С, ККД дорівнює 0.40, а обсяг тепла Q дорівнює 5000 Дж, обчисліть температуру нагрівника (Тн).