Идеальный газ проходит цикл Карно. Температура T1 нагревателя в пять раз превышает температуру E2 охладителя. Нагреватель передал газу количество теплоты Q1, равное 67 кДж. Какую работу A выполнил газ?
Физика10 классЦиклы термодинамикицикл КарноИдеальный газтемпература нагревателятемпература охладителяКоличество теплотыработа газатермодинамикафизика 10 классзадачи по физикегазовые процессы
Чтобы найти работу A, выполненную газом в цикле Карно, нам нужно использовать некоторые свойства идеального газа и формулы, относящиеся к циклу Карно.
В цикле Карно работа, выполненная газом, связана с количеством теплоты, переданным газу от нагревателя, и количеством теплоты, отданным газом охладителю. Основные формулы, которые нам понадобятся, следующие:
В данной задаче нам известно, что температура нагревателя T1 в пять раз превышает температуру охладителя T2:
T1 = 5 * T2
Теперь подставим это выражение в формулу для КПД:
η = 1 - (T2 / (5 * T2)) = 1 - (1 / 5) = 4 / 5
КПД также можно выразить через количество теплоты:
η = A / Q1
Теперь подставим известные значения:
4 / 5 = A / 67 кДж
Теперь выразим A:
A = (4 / 5) * 67 кДж
Выполним расчет:
A = 53.6 кДж
Таким образом, работа, выполненная газом в цикле Карно, составляет 53.6 кДж.