Какова работа, произведенная идеальной машиной, если температура нагревателя составляет 150 °С, а холодильника — 20 °С, и от нагревателя взято 105 кДж энергии?

Физика 10 класс Термодинамика идеальная машина работа температура нагревателя температура холодильника Энергия 150 °С 20 °С 105 кДж Новый

Чтобы найти работу, произведенную идеальной машиной, нам нужно использовать понятие коэффициента полезного действия (КПД) идеального теплового двигателя, который определяется по формуле:

КПД = 1 - (Tхолодильника / Тнагревателя)

Где:

• Tхолодильника - температура холодильника в Кельвинах
• Tнагревателя - температура нагревателя в Кельвинах

Сначала переведем температуры из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого нужно прибавить 273.15:

• Tнагревателя = 150 °C + 273.15 = 423.15 K
• Tхолодильника = 20 °C + 273.15 = 293.15 K

Теперь подставим значения температур в формулу для КПД:

KПД = 1 - (293.15 / 423.15)

Вычислим значение:

• KПД = 1 - 0.693 = 0.307

Теперь мы можем найти работу, произведенную машиной. Работа (A) идеального теплового двигателя рассчитывается по формуле:

A = Qнагревателя * КПД

Где:

• Qнагревателя - количество энергии, взятое от нагревателя (в данном случае 105 кДж)

Подставим значения в формулу:

A = 105 кДж * 0.307

Вычислим работу:

• A = 32.235 кДж

Таким образом, работа, произведенная идеальной машиной, составляет примерно 32.24 кДж.