Температура холодильника 127 °С. Корисну роботу, яку виконує машина за один цикл 360 Дж становить. Чому дорівнює температура нагрiвника ідеальноï тепловоï машини, якщо кількість теплоти, яку машина отримує від нагрівника становить 720 Дж?
Ответы
Объяснение:
За другим законом термодинаміки, ефективність ідеальної теплової машини залежить від відношення температур робочих тіл, а саме:
η = 1 - Tc/Th,
де η - ефективність теплової машини, Tc - температура нижнього теплового резервуару, Th - температура верхнього теплового резервуару.
Можна записати рівняння для отримання температури Th:
η = 1 - Tc/Th
Th = Tc / (1 - η)
За умовою задачі, машина отримує 720 Дж теплоти від нагрівника і виконує корисну роботу 360 Дж. Так як машина є ідеальною, то весь залишковий тепловий потік (360 Дж) повинен бути відведений у нижній тепловий резервуар (холодильник). Це можливо тільки при температурі Тc = 127 °C, тобто при температурі холодильника.
Ефективність машини можна визначити як відношення корисної роботи до отриманої теплоти:
η = W / Q,
де W = 360 Дж - корисна робота, Q = 720 Дж - отримана теплота.
Підставляючи ці значення в формулу для визначення температури Th, маємо:
Th = Tc / (1 - η) = 127 / (1 - (360/720)) ≈ 254 °C
Отже, температура нагрівника становить близько 254 °C