Задачка по физике, помогите, пожалуйста :3

КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 0,25. На сколько нужно повысить температуру нагревателя при постоянной температуре холодильника, чтобы увеличить КПД в два раза?

Физика 9 класс Тепловые машины и цикл Карно КПД тепловой машины цикл Карно повышение температуры нагревателя физика 9 класс задачи по физике Новый

Давайте разберем данную задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Понимание КПД тепловой машины.

Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины, работающей по циклу Карно, определяется по формуле:

КПД = 1 - (Tхол / Тнаг),

где:

• Tхол - температура холодильника (в Кельвинах);
• Tнаг - температура нагревателя (в Кельвинах).

Из условия задачи нам известно, что КПД = 0,25. Подставим это значение в формулу:

0,25 = 1 - (Tхол / Tнаг).

Шаг 2: Выразим Tнаг через Tхол.

Перепишем уравнение:

Tхол / Tнаг = 1 - 0,25 = 0,75.

Теперь выразим Tнаг:

Tнаг = Tхол / 0,75.

Шаг 3: Увеличение КПД в два раза.

Теперь нам нужно увеличить КПД в два раза. Если текущий КПД 0,25, то новый КПД будет:

КПД новый = 2 * 0,25 = 0,50.

Подставим новое значение КПД в формулу:

0,50 = 1 - (Tхол / Tнаг новый).

Шаг 4: Выразим Tнаг новый через Tхол.

Перепишем уравнение:

Tхол / Tнаг новый = 1 - 0,50 = 0,50.

Теперь выразим Tнаг новый:

Tнаг новый = Tхол / 0,50 = 2 * Tхол.

Шаг 5: Определим, на сколько нужно повысить температуру нагревателя.

Итак, мы нашли, что новая температура нагревателя должна быть в два раза выше текущей температуры холодильника. Теперь давайте определим, на сколько нужно повысить температуру нагревателя:

ΔT = Tнаг новый - Tнаг = 2 * Tхол - (Tхол / 0,75).

Чтобы упростить, найдем общее значение:

ΔT = 2 * Tхол - (4/3) * Tхол = (6/3) * Tхол - (4/3) * Tхол = (2/3) * Tхол.

Ответ: Чтобы увеличить КПД в два раза, необходимо повысить температуру нагревателя на (2/3) * Tхол.