Похожие вопросы
2025-03-05 03:04:18
Тепловая машина, работающая по циклу Карно, получает за цикл 5 МДж тепла, полезной работы хватает на то, чтобы выпарить 1 кг. воды, взятой при температуре кипения. Удельная теплота парообразования (кипения/испарения) для воды 2,3 МДж/кг. Определите температуру нагревателя, если температура холодильника 20℃. Ответ дайте в кельвинах, округлив до целого числа.
- Температура нагревателя равна 637 К.
- Температура нагревателя равна 728 К
- Температура нагревателя равна 37 К.
- Температура нагревателя равна 543 К.
Другие предметы Колледж Тепловые машины и цикл Карно тепловая машина цикл Карно удельная теплота температура нагревателя температура холодильника физика колледж задачи по физике термодинамика полезная работа выпаривание воды
2025-07-19 13:32:32
Для решения задачи нам необходимо воспользоваться формулой эффективности тепловой машины Карно:
η = 1 - (T_c / T_h)
где:
- η - эффективность (коэффициент полезного действия) тепловой машины;
- T_c - температура холодильника в кельвинах;
- T_h - температура нагревателя в кельвинах.
Эффективность также можно выразить как отношение полезной работы к количеству полученного тепла:
η = W / Q
где:
- W - полезная работа, которая равна энергии, необходимой для выпаривания воды;
- Q - количество полученного тепла.
Теперь давайте подставим известные значения:
- Полезная работа W = 2,3 МДж (удельная теплота парообразования для 1 кг воды).
- Количество полученного тепла Q = 5 МДж.
- Температура холодильника T_c = 20℃ = 20 + 273 = 293 К.
Сначала найдем эффективность:
η = W / Q = 2,3 / 5 = 0,46
Теперь подставим значение эффективности в формулу Карно:
0,46 = 1 - (293 / T_h)
Решим уравнение для T_h:
293 / T_h = 1 - 0,46 = 0,54
T_h = 293 / 0,54 ≈ 542,59 К
Округляем до целого числа:
Температура нагревателя равна 543 К.