Температура нагревателя идеального теплового двигателя составляет 425K, а температура холодильника - 300K. Двигатель получает от нагревателя 4*10^4 Дж теплоты. Какова работа, которую совершает рабочее тело двигателя?

Физика 11 класс Тепловые машины и их эффективность физика 11 класс идеальный тепловой двигатель температура нагревателя температура холодильника работа рабочее тело теплота формула расчет термодинамика Энергия КПД закон сохранения энергии задачи по физике Новый

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой для идеального теплового двигателя, которая основана на цикле Карно. Идеальный тепловой двигатель преобразует часть полученной теплоты в работу, а остальная часть теплоты отводится в холодильник.

Формула для работы, совершаемой идеальным тепловым двигателем, выглядит следующим образом:

W = Qh - Qc

где:

• W - работа, совершаемая двигателем;
• Qh - теплота, полученная от нагревателя;
• Qc - теплота, отводимая в холодильник.

Также можно использовать коэффициент полезного действия (КПД) идеального теплового двигателя, который определяется по формуле:

η = 1 - (Tc / Th)

где:

• η - коэффициент полезного действия;
• Tc - температура холодильника;
• Th - температура нагревателя.

Подставим известные значения:

• Th = 425 K
• Tc = 300 K

Теперь рассчитаем КПД:

η = 1 - (300 / 425) = 1 - 0.7059 ≈ 0.2941

Коэффициент полезного действия составляет примерно 0.2941, что означает, что около 29.41% полученной теплоты может быть преобразовано в работу.

Теперь рассчитаем работу:

W = η * Qh

Подставим значение теплоты:

W = 0.2941 * 4 * 10^4 Дж ≈ 11764 Дж

Таким образом, работа, которую совершает рабочее тело двигателя, составляет примерно 11764 Дж.