Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя (нагревателя) идеальной тепловой машины, равно 2000 Дж, и при этом количество теплоты, переданное холодильнику (охладителю), равно 1200 Дж.
А) выяснить работу, выполненную по совокупности работ. Б) Определить КПД тепловой машины. Б) Определить температуру отопителя, если температура охлаждающей жидкости 27°С.
В) определить, сколько бензина находится в подогревателе, если его удельная теплота сгорания q=44×10^6 Дж/кг.
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме теплоты, полученной системой, и работы, выполненной над системой.
A) Работа, выполненная по совокупности работ, может быть определена следующим образом:
Работа = количество теплоты, полученное рабочим телом - количество теплоты, переданное холодильнику
Работа = 2000 Дж - 1200 Дж = 800 Дж
Ответ: Работа, выполненная по совокупности работ, равна 800 Дж.
B) КПД тепловой машины (η) может быть определен по следующей формуле:
КПД = Работа / количество теплоты, полученное рабочим телом
КПД = 800 Дж / 2000 Дж = 0.4 = 40%
Ответ: КПД тепловой машины равен 40%.
C) Для определения температуры нагревателя (T1) мы можем использовать формулу Карно для КПД:
КПД = 1 - (T2 / T1)
где T2 - температура охлаждающей жидкости, T1 - температура нагревателя.
Расставляя известные значения в формуле, мы получаем:
0.4 = 1 - (27 + 273) / T1
0.4 = 1 - 300 / T1
0.4T1 = T1 - 300
0.6T1 = 300
T1 = 300 / 0.6 = 500 °C
Ответ: Температура нагревателя составляет 500 °C.
D) Для определения количества бензина в подогревателе, нам необходимо знать массу рабочего тела и его удельную теплоту сгорания.
Количество теплоты, полученное рабочим телом, можно выразить через массу (m) и удельную теплоту сгорания (q):
Количество теплоты = масса * удельная теплота сгорания
2000 Дж = m * (44 × 10^6 Дж/кг)
m = 2000 Дж / (44 × 10^6 Дж/кг) = 0.04545 кг = 45.45 г
Ответ: В подогревателе содержится 45.45 г бензина.