Какое количество теплоты получает нагреватель тепловой машины, если его температура составляет 327 °С, а температура холодильника -17 °С, при этом холодильнику было отдано 20 кДж теплоты?

Физика 11 класс Тепловые машины и их эффективность Количество теплоты нагреватель тепловой машины температура холодильника теплота 20 кДж физика 11 класс Новый

Чтобы определить, какое количество теплоты получает нагреватель тепловой машины, мы можем воспользоваться принципом работы тепловых машин и уравнением Карно. Тепловая машина работает между двумя резервуарами: нагревателем (горячим резервуаром) и холодильником (холодным резервуаром).

В нашем случае известны следующие параметры:

• Температура нагревателя (T1) = 327 °C = 600 K (переход к Кельвинам: 327 + 273)
• Температура холодильника (T2) = -17 °C = 256 K (переход к Кельвинам: -17 + 273)
• Количество теплоты, отданное холодильнику (Q2) = 20 кДж

Согласно уравнению Карно, для идеальной тепловой машины, работающей между двумя температурами, выполняется следующее соотношение:

Q1 / Q2 = T1 / T2

Где Q1 - количество теплоты, полученное нагревателем, а Q2 - количество теплоты, отданное холодильнику.

Теперь мы можем выразить Q1 через Q2:

Q1 = Q2 * (T1 / T2)

Подставим известные значения:

Q1 = 20 кДж * (600 K / 256 K)

Теперь посчитаем:

1. Сначала найдем отношение температур: 600 / 256 ≈ 2.34375.
2. Теперь умножим это значение на 20 кДж: 20 * 2.34375 ≈ 46.875 кДж.

Таким образом, количество теплоты, полученное нагревателем, составляет примерно 46.875 кДж.

Ответ: Нагреватель получает около 46.875 кДж теплоты.