Какое количество теплоты передается холодильнику во время одного цикла, если идеальная тепловая машина получает 3360 Дж теплоты от нагревателя с температурой 500 К? Какова работа, выполняемая машиной за один цикл?
Zolotoy_Vihr
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знание о работе и энергии. Первое, что нам нужно сделать, это найти количество теплоты, передаваемое холодильнику во время одного цикла.
Для этого мы можем использовать уравнение Карно для эффективности тепловых машин:
\[Эффективность = \frac{Работа}{Поступившая теплота}\]
Используя данную нам информацию, эффективность тепловой машины можно вычислить как:
\[Эффективность = \frac{Рабочее\thinspace Выполнение\thinspace За\thinspace Один\thinspace Цикл}{Теплота\thinspace, полученная\thinspace от\thinspace горячего\thinspace резервуара}\]
Учитывая, что идеальная тепловая машина работает между двумя тепловыми резервуарами при температурах \(Т_г\) и \(Т_х\), эффективность может быть записана как:
\[Эффективность = 1 - \frac{Т_х}{Т_г}\]
Теперь мы можем использовать данное уравнение, чтобы найти температуру холодного резервуара. У нас есть температура горячего резервуара \(Т_г = 500\) К.
\[Эффективность = 1 - \frac{Т_х}{Т_г}\]
\[0,5 = 1 - \frac{Т_х}{500}\]
\[\frac{Т_х}{500} = 0,5\]
Теперь мы можем найти температуру холодного резервуара:
\[Т_х = 0,5 \times 500\]
\[Т_х = 250 \thinspace K\]
Теперь мы можем использовать второй закон термодинамики для определения количества теплоты, передаваемого холодильнику во время одного цикла. Второй закон термодинамики гласит, что отношение работы, выполняемой машиной, к поступившей теплоте равно разности температур горячего и холодного резервуаров. Используя данный закон, мы можем записать:
\[\frac{Работа}{Теплота} = \frac{Т_г - Т_х}{Т_г}\]
Теперь мы можем выразить работу, выполняемую машиной, в терминах теплоты:
\[Работа = \frac{Т_г - Т_х}{Т_г} \times Поступившая\thinspace теплота\]
\[Работа = \frac{500 - 250}{500} \times 3360\]
Подставив значения, получаем:
\[Работа = 0,5 \times 3360\]
\[Работа = 1680 \thinspace Дж\]
Таким образом, количество теплоты, передаваемое холодильнику во время одного цикла, равно 1680 Дж, а работа, выполняемая машиной за один цикл, равна 1680 Дж.
Для этого мы можем использовать уравнение Карно для эффективности тепловых машин:
\[Эффективность = \frac{Работа}{Поступившая теплота}\]
Используя данную нам информацию, эффективность тепловой машины можно вычислить как:
\[Эффективность = \frac{Рабочее\thinspace Выполнение\thinspace За\thinspace Один\thinspace Цикл}{Теплота\thinspace, полученная\thinspace от\thinspace горячего\thinspace резервуара}\]
Учитывая, что идеальная тепловая машина работает между двумя тепловыми резервуарами при температурах \(Т_г\) и \(Т_х\), эффективность может быть записана как:
\[Эффективность = 1 - \frac{Т_х}{Т_г}\]
Теперь мы можем использовать данное уравнение, чтобы найти температуру холодного резервуара. У нас есть температура горячего резервуара \(Т_г = 500\) К.
\[Эффективность = 1 - \frac{Т_х}{Т_г}\]
\[0,5 = 1 - \frac{Т_х}{500}\]
\[\frac{Т_х}{500} = 0,5\]
Теперь мы можем найти температуру холодного резервуара:
\[Т_х = 0,5 \times 500\]
\[Т_х = 250 \thinspace K\]
Теперь мы можем использовать второй закон термодинамики для определения количества теплоты, передаваемого холодильнику во время одного цикла. Второй закон термодинамики гласит, что отношение работы, выполняемой машиной, к поступившей теплоте равно разности температур горячего и холодного резервуаров. Используя данный закон, мы можем записать:
\[\frac{Работа}{Теплота} = \frac{Т_г - Т_х}{Т_г}\]
Теперь мы можем выразить работу, выполняемую машиной, в терминах теплоты:
\[Работа = \frac{Т_г - Т_х}{Т_г} \times Поступившая\thinspace теплота\]
\[Работа = \frac{500 - 250}{500} \times 3360\]
Подставив значения, получаем:
\[Работа = 0,5 \times 3360\]
\[Работа = 1680 \thinspace Дж\]
Таким образом, количество теплоты, передаваемое холодильнику во время одного цикла, равно 1680 Дж, а работа, выполняемая машиной за один цикл, равна 1680 Дж.
Знаешь ответ?