Какова должна быть температура холодильника идеального теплового двигателя, чтобы при температуре нагревателя 127 градусов по Цельсию его коэффициент полезного действия составил 60%?

Физика 9 класс Тепловые машины и их КПД температура холодильника идеальный тепловой двигатель коэффициент полезного действия температура нагревателя физика 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для коэффициента полезного действия (КПД) идеального теплового двигателя, который определяется по следующей формуле:

η = 1 - (T_h / T_c)

где:

• η - коэффициент полезного действия (в нашем случае 60%, или 0.6),
• T_h - температура нагревателя в абсолютной шкале (К),
• T_c - температура холодильника в абсолютной шкале (К).

Сначала нам нужно перевести температуру нагревателя из градусов Цельсия в Кельвины. Температура в Кельвинах находится по формуле:

T(K) = T(°C) + 273.15

Для температуры нагревателя:

T_h = 127 + 273.15 = 400.15 K

Теперь подставим известные значения в формулу для КПД:

0.6 = 1 - (400.15 / T_c)

Теперь решим это уравнение для T_c:

1. Переносим (400.15 / T_c) на левую сторону:

(400.15 / T_c) = 1 - 0.6

2. Упрощаем правую часть:

(400.15 / T_c) = 0.4

3. Теперь умножим обе стороны на T_c:

400.15 = 0.4 * T_c

4. Теперь делим обе стороны на 0.4:

T_c = 400.15 / 0.4

5. Вычисляем T_c:

T_c = 1000.375 K

Теперь переведем температуру холодильника из Кельвинов обратно в градусы Цельсия:

T_c(°C) = T_c(K) - 273.15

T_c(°C) = 1000.375 - 273.15 = 727.225 °C

Таким образом, температура холодильника должна составлять приблизительно 727.2 градусов Цельсия.