Какое количество теплоты получает тепловая машина от нагревателя, если её КПД составляет 40%, а за один цикл работы она отдаёт холодильнику количество теплоты 600 Дж?

Физика 11 класс Тепловые машины и их эффективность тепловая машина КПД Количество теплоты нагреватель холодильник цикл работы физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу для коэффициента полезного действия (КПД) тепловой машины, которая определяется как отношение работы, совершенной машиной, к количеству теплоты, получаемой от нагревателя.

КПД (η) можно записать следующим образом:

η = A / Q1

где:

• η - КПД (в данном случае 0.4 или 40%),
• A - работа, выполненная машиной за цикл,
• Q1 - количество теплоты, получаемое от нагревателя.

Также мы знаем, что количество теплоты, отданное холодильнику (Q2), связано с работой и количеством теплоты, получаемым от нагревателя, следующим образом:

Q1 = Q2 + A

Теперь у нас есть два уравнения:

1. η = A / Q1
2. Q1 = Q2 + A

Сначала выразим работу A через КПД и Q1:

A = η * Q1

Теперь подставим это значение в второе уравнение:

Q1 = Q2 + η * Q1

Теперь выразим Q1:

Q1 - η * Q1 = Q2

Факторизуем Q1:

Q1 * (1 - η) = Q2

Теперь выразим Q1:

Q1 = Q2 / (1 - η)

Теперь подставим известные значения. Мы знаем, что Q2 = 600 Дж и η = 0.4:

Q1 = 600 / (1 - 0.4)

Теперь посчитаем:

Q1 = 600 / 0.6 = 1000 Дж

Таким образом, количество теплоты, получаемое тепловой машиной от нагревателя, составляет 1000 Дж.