Каково количество теплоты, которое получилось рабочим телом теплового двигателя от нагревателя, если оно составляет
Каково количество теплоты, которое получилось рабочим телом теплового двигателя от нагревателя, если оно составляет 35 кДж? И в течение этого процесса, какое количество передалось холодильнику, взяв во внимание, что он получил 75% от этой энергии? Как вычислить КПД двигателя и выполняемую им работу?
Ягода 38
Для решения данной задачи нам понадобится знание о первом законе термодинамики и о КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя.Первый закон термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии равно сумме количества теплоты, полученной системой от его окружения, и работы, совершенной системой над окружающей средой. Формула первого закона термодинамики записывается следующим образом:
где
В данной задаче рабочее тело теплового двигателя получило 35 кДж теплоты, поэтому количество теплоты, полученной системой, равно
Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, переданное холодильнику. В условии сказано, что холодильник получил 75% от этой энергии. Это означает, что количество теплоты, переданное холодильнику, составляет
Теперь рассчитаем КПД двигателя. КПД теплового двигателя определяется как отношение совершенной системой работы к количеству полученной системой теплоты. Формула для вычисления КПД записывается следующим образом:
где
Совершенная системой работа равна разности количества полученной системой теплоты и количества теплоты, переданной холодильнику:
Теперь мы можем рассчитать значение КПД:
Таким образом, КПД теплового двигателя равен 0.25, что означает, что он преобразовывает только 25% полученной теплоты в работу.
Для определения количества выполняемой работу нам понадобится знать формулу работы:
где
Однако, в данной задаче не даны другие данные, такие как приложенная сила или перемещение, поэтому без этой информации мы не можем рассчитать выполняемую работу.
В итоге, количество теплоты, полученной рабочим телом теплового двигателя, составляет 35 кДж. Количество теплоты, переданное холодильнику, составляет 26.25 кДж (75% от 35 кДж). КПД теплового двигателя равен 0.25 (или 25%). Нам не дана информация о силе и перемещении, поэтому мы не можем рассчитать выполняемую работу.