Какова работа, произведенная идеальной машиной, если температура нагревателя составляет 150 °С, а холодильника — 20 °С, и от нагревателя взято 105 кДж энергии?

Физика 10 класс Термодинамика работа идеальной машины температура нагревателя температура холодильника энергия 105 кДж физика термодинамики расчет работы машины Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать принцип работы идеальной тепловой машины, известной как цикл Карно. Этот цикл описывает, как работает идеальная тепловая машина, которая преобразует теплоту в работу, используя два тепловых резервуара: нагреватель и холодильник.

Основные шаги для нахождения работы, произведенной идеальной машиной:

1. Определение температур в Кельвинах:
   • Температура нагревателя (T1) = 150 °C = 150 + 273 = 423 K
   • Температура холодильника (T2) = 20 °C = 20 + 273 = 293 K
2. Вычисление коэффициента полезного действия (КПД) идеальной машины:

   КПД (η) можно определить по формуле:

   η = 1 - T2 / T1

   Подставим значения:

   η = 1 - 293 / 423 ≈ 0.307

3. Вычисление работы, произведенной машиной:

   Работа (A), произведенная машиной, определяется как:

   A = η * Q1

   где Q1 — это количество теплоты, взятое от нагревателя (в нашем случае 105 кДж).

   Подставим известные значения:

   A = 0.307 * 105 кДж ≈ 32.235 кДж

Таким образом, работа, произведенная идеальной машиной, составляет примерно 32.24 кДж.