Какова температура нагревателя, если температура холодильника составляет 13 градусов Цельсия? Кроме того, если тепловая
Какова температура нагревателя, если температура холодильника составляет 13 градусов Цельсия? Кроме того, если тепловая машина выполняет работу в размере 420 Дж на каждый кДж энергии, полученной от нагревателя, каков КПД тепловой машины?
Кристальная_Лисица 62
Для решения этой задачи, нам понадобятся некоторые физические законы и формулы. Давайте начнем!1. В данной задаче у нас есть холодильник и нагреватель. Пусть \(T_{\text{х}}\) обозначает температуру холодильника, а \(T_{\text{н}}\) - температуру нагревателя. Нам нужно найти \(T_{\text{н}}\).
2. Полученные данные: \(T_{\text{х}} = 13^\circ\text{C}\).
3. Вторая часть задачи говорит нам о КПД (коэффициенте полезного действия) тепловой машины, который можно рассчитать как отношение работы, выполненной машиной, к энергии, полученной от нагревателя. Обозначим КПД как \(\eta\), работу тепловой машины - \(W\), а полученную энергию - \(Q\).
4. Для расчета КПД, мы используем формулу: \(\eta = \frac{W}{Q}\).
5. По условию, каждый килоджоуль энергии, полученный от нагревателя, создает работу в размере 420 Дж. Предположим, что машина получает 1 килоджоуль энергии, тогда работа будет равна 420 Дж.
6. Итак, мы можем записать: \(W = 420 \, \text{Дж}\).
7. Энергия, полученная от нагревателя, равна энергии, переданной машине. Известно, что энергия равна работе.
8. Поэтому мы можем также записать: \(Q = 420 \, \text{кДж}\).
9. Теперь мы можем рассчитать КПД: \(\eta = \frac{W}{Q} = \frac{420 \, \text{Дж}}{420 \, \text{кДж}}\).
10. Прежде чем продолжить, нам нужно привести оба значения к одной единице измерения. 1 кДж = 1000 Дж, поэтому \(420 \, \text{кДж} = 420 \times 1000 \, \text{Дж}\).
11. Теперь мы можем рассчитать КПД: \(\eta = \frac{420 \, \text{Дж}}{420 \times 1000 \, \text{Дж}}\).
12. Упрощая дробь: \(\eta = \frac{1}{1000} \).
13. Итак, КПД равен 0.001 или 0.1%.
14. Теперь вернемся к первой части задачи. У нас есть температура холодильника \(T_{\text{х}} = 13^\circ\text{C}\), и мы хотим найти температуру нагревателя \(T_{\text{н}}\).
15. Для этого мы можем использовать Третий закон термодинамики, который говорит о том, что температура нагревателя всегда выше температуры холодильника.
16. Таким образом, мы можем написать: \(T_{\text{н}} > T_{\text{х}}\).
17. В данной задаче, мы не можем точно определить температуру нагревателя без дополнительной информации или уточнений. Мы можем только сказать, что она выше температуры холодильника.
Итак, ответ на эту задачу: Мы не можем точно определить температуру нагревателя только по данным, которые даны в задаче. Мы только знаем, что она выше 13 градусов Цельсия, поскольку это требование Третьего закона термодинамики. КПД тепловой машины составляет 0.001 или 0.1%.