Какая работа будет произведена идеальной тепловой машиной, работающей по циклу Карно, если она получает 40кДж энергии

Moroz

41

Мы знаем, что работа, производимая идеальной тепловой машиной по циклу Карно, может быть вычислена с использованием формулы:

\[W = Q_h \left(1 - \frac{T_c}{T_h}\right)\]

где \(W\) - работа, \(Q_h\) - полученная энергия от нагревателя, \(T_c\) - температура холодильника, и \(T_h\) - температура нагревателя.

Подставляя данные в формулу, получаем:

\[W = 40 \times 10^3 \left(1 - \frac{25}{150 + 273}\right)\]

Для удобства расчета температуры, мы должны преобразовать 25°С в Кельвины (K). Для этого мы добавляем 273 к значению температуры в °С. Это дает нам температуру холодильника \(T_c = 25 + 273 = 298 K\).

Аналогичные вычисления выполняем для температуры нагревателя:

\(T_h = 150 + 273 = 423 K\)

Теперь, продолжая расчет:

\[W = 40 \times 10^3 \left(1 - \frac{298}{423}\right)\]

Вычисляя это выражение, мы получим значение работы, произведенной идеальной тепловой машиной по циклу Карно:

\[W = 40 \times 10^3 \left(1 - \frac{298}{423}\right) \approx 17 589 \, \text{Дж}\]

Итак, работа, произведенная идеальной тепловой машиной по циклу Карно, составляет около 17 589 Дж (джоулей).