Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя 400 C

Условие задачи:

Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя 400 °C, холодильника 20 °C. Время выполнения одного цикла 1 секунда. Найти мощность двигателя, если количество тепла, получаемое от нагревателя за цикл, равно 1100 Дж.

Задача №5.5.36 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(t_н=400^\circ\) C, \(t_х=20^\circ\) C, \(\tau=1\) с, \(Q_н=1100\) Дж, \(N-?\)

Решение задачи:

Мощность двигателя \(N\) – это работа, совершаемая двигателем за единицу времени. Если за время \(\tau\) проходит один цикл, и газ совершает работу \(A\), то мощность двигателя можно найти по формуле:

\[N = \frac{A}{\tau }\;\;\;\;(1)\]

КПД любой тепловой машины \(\eta\) можно определять по формуле:

\[\eta = \frac{A}{{{Q_н}}}\]

Откуда:

\[A = \eta {Q_н}\;\;\;\;(2)\]

Если тепловая машина работает по циклу Карно, то она является идеальной. КПД идеальной тепловой машины также можно определить по формуле:

\[\eta = \frac{{{T_н} – {T_х}}}{{{T_н}}}\;\;\;\;(3)\]

Подставим (3) в (2), а полученное – в (1), тогда:

\[N = \frac{{\left( {{T_н} – {T_х}} \right){Q_н}}}{{{T_н}\tau }}\]

Температуры нагревателя и холодильника следует перевести в Кельвины:

\[400^\circ\;C = 673\;К\]

\[20^\circ\;C = 293\;К\]

Посчитаем ответ:

\[N = \frac{{\left( {673 – 293} \right) \cdot 1100}}{{673 \cdot 1}} = 621,1\;Вт\]

Ответ: 621,1 Вт.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

5.5.35 В результате циклического процесса газ совершил работу 100 Дж и передал
5.5.37 Газ в идеальной тепловой машине 70% теплоты, полученной от нагревателя
5.5.38 Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, получает от нагревателя

Пожалуйста, поставьте оценку
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Вы можете поделиться с помощью этих кнопок:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: