Температура нагревателя идеального теплового двигателя работающего по циклу карно t1=600к. температура холодильника этого двигателя на дэльтаt=200к ниже температуры нагревателя. если мощность двигателя p=30квт, то рабочее тело ежесекундно передаёт холодильнику количество теплоты q2 равное... найти q2

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Количество теплоты Q2cap Q sub 2, которое рабочее тело ежесекундно передает холодильнику, составляет 60 кВт (или 6010360 center dot 10 cubed Дж). Для решения задачи воспользуемся формулами термодинамики для цикла Карно. 1. Определение температур нагревателя и холодильника По условию задачи температура нагревателя T1=600cap T sub 1 equals 600 К. Температура холодильника T2cap T sub 2 на ΔT=200cap delta cap T equals 200 К ниже температуры нагревателя: T2=T1ΔTcap T sub 2 equals cap T sub 1 minus cap delta cap T T2=600 К200 К=400 Кcap T sub 2 equals 600 К minus 200 К equals 400 К2. Расчет коэффициента полезного действия (КПД) КПД идеального теплового двигателя определяется только температурами нагревателя и холодильника: η=T1T2T1eta equals the fraction with numerator cap T sub 1 minus cap T sub 2 and denominator cap T sub 1 end-fraction Подставим значения: η=600400600=200600=13eta equals the fraction with numerator 600 minus 400 and denominator 600 end-fraction equals 200 over 600 end-fraction equals one-third 3. Связь КПД с мощностью и количеством теплоты По определению КПД также равен отношению полезной работы Acap A к количеству теплоты Q1cap Q sub 1, полученному от нагревателя: η=AQ1eta equals the fraction with numerator cap A and denominator cap Q sub 1 end-fraction Так как нас интересуют процессы, происходящие ежесекундно, работа Acap A за 1 секунду численно равна мощности двигателя P=30cap P equals 30 кВт. Следовательно: Q1=Pηcap Q sub 1 equals the fraction with numerator cap P and denominator eta end-fraction Q1=3013=90 кВтcap Q sub 1 equals 30 over one-third end-fraction equals 90 кВт 4. Нахождение количества теплоты, отдаваемого холодильнику Согласно первому закону термодинамики для цикла, работа равна разности полученной и отданной теплоты: P=Q1Q2cap P equals cap Q sub 1 minus cap Q sub 2Отсюда выразим Q2cap Q sub 2 (количество теплоты, передаваемое холодильнику в секунду): Q2=Q1Pcap Q sub 2 equals cap Q sub 1 minus cap P Q2=90 кВт30 кВт=60 кВтcap Q sub 2 equals 90 кВт minus 30 кВт equals 60 кВт Ответ Рабочее тело ежесекундно передаёт холодильнику количество теплоты Q2cap Q sub 2, равное 60 кВт. Укажите, требуется ли вам расчет изменения энтропии рабочего тела за один цикл или построение графика процесса в координатах PVcap P minus cap V?

Форма ответа

Ваш аватар