4. Как рабочее тело получает количество теплоты от нагревателя за один цикл в идеальной тепловой машине, использующей
4. Как рабочее тело получает количество теплоты от нагревателя за один цикл в идеальной тепловой машине, использующей цикл Карно? Как изменяются КПД тепловой машины и работа, совершаемая машиной за один цикл, при повышении температуры холодильника машины? Определите изменение каждой величины: 1) повышается; 2) снижается; 3) не изменяется. Запишите выбранные цифры для каждой величины в таблицу. Цифры в ответе могут повторяться.
Валентин 37
В идеальной тепловой машине, использующей цикл Карно, рабочее тело получает количество теплоты от нагревателя за один цикл по следующей формуле:\[Q_h = T_h \cdot (1 - \frac{T_c}{T_h})\]
где \(Q_h\) - количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя за один цикл, \(T_h\) - температура нагревателя, \(T_c\) - температура холодильника.
КПД тепловой машины в цикле Карно может быть определен по формуле:
\[\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}\]
Таким образом, при повышении температуры холодильника, \(T_c\), величина \(Q_h\) будет снижаться, так как это будет уменьшать разность \(T_h - T_c\). КПД тепловой машины, обозначенный как \(\eta\), также будет снижаться, так как температура холодильника входит в знаменатель, и увеличение \(T_c\) будет уменьшать дробь \(\frac{T_c}{T_h}\), что уменьшит значение \(1 - \frac{T_c}{T_h}\). Однако, работа, совершаемая машиной за один цикл, не будет изменяться при повышении \(T_c\), т.к. она зависит только от разности температур \(T_h - T_c\).
В таблице можно записать следующие значения:
1) повышается
2) снижается
3) не изменяется
- Количество теплоты, получаемое рабочим телом (\(Q_h\)): 2) снижается
- КПД тепловой машины (\(\eta\)): 2) снижается
- Работа, совершаемая машиной за один цикл: 3) не изменяется