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?
Физика11 классТепловые машины и их эффективностьтепловая машинаКПДКоличество теплотынагревательхолодильникцикл работыфизика 11 класс
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:
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:
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.