Вопрос школьника
Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя равна Т1 = 470 К, температура охладителя — Т2 = 280 К.В течение цикла газ совершает работу А = 100 Дж Определить термический КПД цикла n и количество теплоты, отдаваемое газом при его изотермическом сжатии.
Ответ от учителя
Цикл Карно — это теоретический цикл, который состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов. Он является самым эффективным циклом для работы тепловых двигателей и холодильных машин.
Для решения задачи нам нужно использовать формулы для работы и КПД цикла Карно.
Работа цикла Карно:
A = Q1 — Q2,
где Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное охладителю.
КПД цикла Карно:
n = 1 — T2/T1,
где T1 — температура нагревателя, T2 — температура охладителя.
Также нам нужно знать, что при изотермическом процессе теплота, отдаваемая газом, равна работе, совершаемой газом:
Q = A.
Теперь можем решить задачу:
1. Найдем КПД цикла Карно:
n = 1 — T2/T1 = 1 — 280/470 = 0.404
Ответ: термический КПД цикла n = 0.404.
2. Найдем количество теплоты, отдаваемое газом при его изотермическом сжатии:
Q = A = 100 Дж
Ответ: количество теплоты, отдаваемое газом при его изотермическом сжатии, равно 100 Дж.
