Вопрос школьника
Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% количества теплоты, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты Q1=6,28 кДж. Найти кпд η цикла и работу A, совершаемую за один цикл
Ответ от учителя
Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, является самой эффективной тепловой машиной, которая может работать между двумя тепловыми резервуарами при заданных температурах. КПД такой машины определяется только температурами тепловых резервуаров и равен:
η = 1 — T2/T1,
где T1 — температура нагревателя, T2 — температура холодильника.
В данном случае, мы знаем, что 80% количества теплоты, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Это означает, что количество теплоты, передаваемое холодильнику, равно 0,8Q1. Следовательно, количество теплоты, которое не передается холодильнику и используется для совершения работы, равно 0,2Q1.
Таким образом, работа A, совершаемая за один цикл, равна:
A = 0,2Q1.
КПД η цикла равен:
η = 1 — T2/T1 = 1 — (0,8Q1/Q1) = 1 — 0,8 = 0,2 = 20%.
Таким образом, идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, в данном случае имеет КПД 20%, а работа, совершаемая за один цикл, равна 0,2Q1.
