Какова максимальная работа, которую можно извлечь, используя 1 кг водяного пара при температуре 100 ∘ C и океан с температурой 27 ∘ C в качестве холодильника?

Геометрия 9 класс Термодинамика максимальная работа водяной пар температура 100 градусов холодильник 27 градусов термодинамика 9 класс геометрия физика Новый

Для того чтобы определить максимальную работу, которую можно извлечь из 1 кг водяного пара при температуре 100 °C, используя океан с температурой 27 °C в качестве холодильника, мы можем воспользоваться принципами термодинамики, в частности, циклом Карно.

Для начала, давайте определим ключевые параметры:

• Температура источника (T1): 100 °C = 373 K
• Температура холодильника (T2): 27 °C = 300 K

Теперь, по формуле для максимального коэффициента полезного действия (КПД) теплового двигателя Карно, мы можем записать:

η = 1 - T2 / T1

Подставим значения:

η = 1 - 300 K / 373 K

Теперь вычислим это значение:

1. 300 / 373 ≈ 0.8043
2. 1 - 0.8043 ≈ 0.1957

Таким образом, КПД теплового двигателя составляет примерно 0.1957 или 19.57%. Это означает, что 19.57% от всей теплоты, полученной от водяного пара, может быть преобразовано в работу.

Теперь нам нужно узнать, сколько тепла можно извлечь из 1 кг водяного пара. Для этого мы используем удельную теплоту парообразования воды, которая составляет примерно 2260 кДж/кг. Таким образом, общее количество теплоты (Q) будет равно:

Q = m * L

Где:

• m - масса водяного пара (1 кг)
• L - удельная теплота парообразования (2260 кДж/кг)

Подставим значения:

Q = 1 * 2260 = 2260 кДж

Теперь мы можем вычислить максимальную работу (A), которую можно извлечь:

A = η * Q

Подставим значения:

A = 0.1957 * 2260 кДж

1. 0.1957 * 2260 ≈ 442.9 кДж

Таким образом, максимальная работа, которую можно извлечь, составляет примерно 442.9 кДж.