Поясните задачу по физике и найдите максимальный КПД и количество теплоты, переданное холодильнику, исходя из того

Yachmenka

29

Данная задача относится к теме "термодинамика" в физике. В ней требуется найти максимальный КПД и количество теплоты, переданное холодильнику, на основе данных о полученной энергии от нагревателя и температурном различии.

Для решения задачи воспользуемся КПД (КПД - коэффициент полезного действия) и формулой, связывающей КПД с переданным теплом:

\[ КПД = \frac{W}{Q_h} \],

где \( КПД \) - коэффициент полезного действия, \( W \) - совершенная работа, \( Q_h \) - теплота, полученная от нагревателя.

Из условия задачи известно, что рабочее тело идеальной машины получило 50 кДж энергии от нагревателя при температуре 800 K. Также дано, что температура холодильника составляет 273 K.

Для начала найдем совершенную работу \( W \). Для этого воспользуемся формулой:

\[ W = Q_h - Q_c \],

где \( Q_c \) - теплота, отданная холодильнику.

Известно, что рабочее тело получило 50 кДж энергии. Подставив это значение в формулу, получим:

\[ W = 50 \, \text{кДж} \].

Теперь найдем теплоту, отданную холодильнику, через разницу температур:

\[ Q_c = W + Q_h \],

где \( Q_h \) - теплота, полученная от нагревателя.

Используя значения теплоты \( Q_h \) и разницу температур, подставляем их в формулу, и получаем:

\[ Q_c = 50 \, \text{кДж} + 273 \, \text{K} \times 800 \, \text{кДж/К} = 50 \, \text{кДж} + 218400 \, \text{кДж} = 218450 \, \text{кДж} \].

Теперь найдем КПД, подставив известные значения в формулу:

\[ КПД = \frac{W}{Q_h} = \frac{50 \, \text{кДж}}{(273 \, \text{K} + 800 \, \text{кДж/К})} = \frac{50 \, \text{кДж}}{1073 \, \text{кДж}} \approx 0.0466 \].

Таким образом, максимальный коэффициент полезного действия составляет приблизительно 0.0466, и количество теплоты, переданное холодильнику, равно 218450 кДж.