2025-02-20 05:41:04
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 Университет Тепловые машины и цикл Карно тепловая машина цикл Карно удельная теплота температура нагревателя температура холодильника физика университет расчет температуры полезная работа парообразование воды учебные задачи по физике
2025-07-19 07:59:31
- КПД цикла Карно определяется как разность температур нагревателя и холодильника, деленная на температуру нагревателя: η = 1 - Tх/Tн, где Tн - температура нагревателя в кельвинах, а Tх - температура холодильника в кельвинах.
- По условию, тепловая машина получает за цикл 5 МДж тепла и выполняет работу, достаточную для испарения 1 кг воды. Удельная теплота парообразования для воды составляет 2,3 МДж/кг, следовательно, полезная работа A равна 2,3 МДж.
- КПД тепловой машины также можно выразить через отношение полезной работы к полученному теплу: η = A/Q1, где Q1 - количество тепла, полученное от нагревателя, равное 5 МДж.
- Подставим известные значения в формулу для КПД: η = 2,3/5 = 0,46.
- Теперь у нас есть два выражения для КПД: 0,46 = 1 - Tх/Tн.
- Температура холодильника Tх равна 20°C, что соответствует 293 К (так как для перевода из градусов Цельсия в кельвины нужно прибавить 273).
- Подставим значение Tх в уравнение: 0,46 = 1 - 293/Tн.
- Решим уравнение относительно Tн: 293/Tн = 1 - 0,46 = 0,54.
- Таким образом, Tн = 293/0,54 ≈ 542,59 К.
- Округлим до целого числа: Tн ≈ 543 К.
Таким образом, температура нагревателя равна 543 К.