ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ДАМ 40 БАЛЛОВ!!!
1. КПД тепловой машины равен 35%. Какое количество теплоты передано от нагревателя рабочему веществу за время, в течение которого машиной совершена полезная работа 350 Дж?
2. Получив количество теплоты 360 кДж, газ совершил некоторую работу. Какую работу совершил газ, если полное изменение его внутренней энергии составило 120 кДж
3. Как изменится КПІД идеального теплового двигателя (на сколько), если при температуре холодильника 27 °С увеличить
температуру нагревателя от 327 °С до 627 С?
4. Во сколько раз изменится сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами заряд одного из них увеличить в 6 раз?
Ответы
Ответ:
1. КПД (коэффициент полезного действия) тепловой машины определяется как отношение полезной работы, которую совершает машина, к количеству теплоты, которое получает от нагревателя. Математически можно записать это следующим образом:
КПД = (полезная работа) / (переданная теплота).
Известно, что КПД тепловой машины равен 35% или 0.35. Из формулы КПД, мы можем выразить переданную теплоту:
Переданная теплота = (полезная работа) / КПД.
Подставляя данные в формулу:
Переданная теплота = 350 Дж / 0.35.
Выполняем вычисления:
Переданная теплота = 1000 Дж.
Таким образом, количество теплоты, которое было передано от нагревателя к рабочему веществу за время, в течение которого машиной совершена полезная работа 350 Дж, составляет 1000 Дж.
2.Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно разнице между переданной ему теплотой и работой, совершенной над газом.
Математически можно записать это следующим образом:
Изменение внутренней энергии = Переданная теплота - Выполненная работа.
Подставим известные значения:
120 кДж = 360 кДж - Выполненная работа.
Выразим Выполненную работу:
Выполненная работа = 360 кДж - 120 кДж.
Выполняем вычисления:
Выполненная работа = 240 кДж.
Таким образом, газ совершил работу, равную 240 кДж.
3. КПД идеального теплового двигателя может быть вычислен по формуле КПД = 1 - (Тх/Тн), где Тх - температура холодильника, Тн - температура нагревателя.
Первоначальный КПД = 1 - (27/327) = 1 - (1/12) = 0,917.
После увеличения температуры нагревателя до 627 C:
Новый КПД = 1 - (27/627) = 1 - (3/70) = 0,957.
Изменение КПД = Новый КПД - Первоначальный КПД
Изменение КПД = 0,957 - 0,917 = 0,04, или 4%.
Таким образом, при увеличении температуры нагревателя от 327 C до 627 C, КПД идеального теплового двигателя увеличится на 4%.
4. Сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами прямо пропорциональна произведению их зарядов. Таким образом, если заряд одного из тел увеличивается в 6 раз, то сила взаимодействия также увеличится в 6 раз.
5. Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами определяется законом Кулона и вычисляется по формуле:
F = k * |q1 * q2| / r^2
Где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (9 x 10^9 Н·м^2/C^2), q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.
Подставляя известные значения:
F = (9 x 10^9) * |4 * 4| / 4^2
F = (9 x 10^9) * 16 / 16
F = 9 x 10^9 Н
Таким образом, сила взаимодействия между двумя точечными неподвижными зарядами 4 нКл и 4 нКл, находящимися на расстоянии 4 м друг от друга в вакууме, составляет 9 x 10^9 Н.