2) Какова внутренняя энергия газа, если газ в тепловом двигателе получил 450 Дж тепла и выполнил работу в 150 Дж?

3) В тепловом двигателе температура холодильника равна 27 градусам, а температура нагревателя составляет 227 градусов. Какой максимальный КПД может иметь такой двигатель в %?

Физика 9 класс Тепловые явления и термодинамика внутренняя энергия газа Тепловой двигатель КПД двигателя работа газа полученное тепло температура холодильника температура нагревателя Новый

Давайте разберем оба ваших вопроса по порядку.

1. Внутренняя энергия газа

Для определения изменения внутренней энергии газа в тепловом двигателе, мы можем использовать первый закон термодинамики, который можно записать в следующем виде:

• ΔU = Q - A

где:

• ΔU - изменение внутренней энергии газа;
• Q - количество тепла, полученное газом (в данном случае 450 Дж);
• A - работа, выполненная газом (в данном случае 150 Дж).

Теперь подставим известные значения в формулу:

• ΔU = 450 Дж - 150 Дж
• ΔU = 300 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии газа составляет 300 Дж.

2. Максимальный КПД теплового двигателя

Для расчета максимального коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя мы можем воспользоваться формулой Карно:

• КПД = 1 - (Tхолодильника / Тнагревателя)

Важно заметить, что температуры должны быть в Кельвинах. Для этого добавим 273 к температурам в градусах Цельсия:

• Тхолодильника = 27 + 273 = 300 К;
• Тнагревателя = 227 + 273 = 500 К.

Теперь подставим значения в формулу для КПД:

• КПД = 1 - (300 / 500)
• КПД = 1 - 0.6
• КПД = 0.4

Чтобы выразить КПД в процентах, умножим его на 100:

• КПД = 0.4 * 100 = 40%.

Таким образом, максимальный КПД данного теплового двигателя составляет 40%.