Срочно!! Идеальная тепловая машина с полезной мощностью N = 73500 Вт работает в температурном диапазоне от T1 = 100°C до T2 = 0°C. Какую энергию получает машина от нагревателя за 1 час?

Физика Колледж Термодинамика идеальная тепловая машина полезная мощность энергия от нагревателя температурный диапазон физика 12 класс Новый

Давайте решим задачу шаг за шагом. Идеальная тепловая машина работает между двумя резервуарами с высокой и низкой температурой. В данном случае у нас есть следующие данные:

• Полезная мощность (N): 73500 Вт
• Температура нагревателя (T1): 100°C
• Температура охладителя (T2): 0°C

Сначала преобразуем температуры в Кельвины, поскольку в термодинамике мы используем абсолютные температуры:

• T1 = 100°C = 100 + 273.15 = 373.15 K
• T2 = 0°C = 0 + 273.15 = 273.15 K

Теперь, чтобы найти, сколько энергии машина получает от нагревателя за 1 час, мы воспользуемся формулой для идеальной тепловой машины, которая связывает полезную работу (N), количество получаемой теплоты (Q1) и температуры:

Эффективность идеальной тепловой машины (η) определяется как:

η = 1 - (T2 / T1)

Подставим значения температур:

η = 1 - (273.15 / 373.15)

Теперь вычислим значение:

η ≈ 1 - 0.731 = 0.269

Теперь, зная эффективность, мы можем найти, сколько энергии машина получает от нагревателя. Полезная работа (N) связана с количеством теплоты, получаемым от нагревателя (Q1), следующим образом:

N = η * Q1

Следовательно, мы можем выразить Q1:

Q1 = N / η

Теперь подставим значения:

Q1 = 73500 Вт / 0.269 ≈ 273,197 Вт

Теперь, чтобы найти общее количество энергии, получаемой машиной за 1 час, мы умножим мощность на время:

Энергия (E) = Q1 * t, где t = 1 час = 3600 секунд:

E = 273,197 Вт * 3600 с ≈ 983,509 Дж

Таким образом, идеальная тепловая машина получает примерно 983,509 Дж энергии от нагревателя за 1 час.