В идеальной тепловой машине рабочим веществом является пар с начальной температурой 710 К, температура...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
тепловая машина рабочее вещество пар температура полезная мощность теплота нагреватель отработанный пар 710 К 350 К 142 кДж
0

В идеальной тепловой машине рабочим веществом является пар с начальной температурой 710 К, температура отработанного пара 350 К. Определить среднюю полезную мощность машины вДж, если от нагревателя поступает в среднем 142 кДж теплота в минуту.

avatar
задан 7 месяцев назад

2 Ответа

0

Для определения средней полезной мощности идеальной тепловой машины можно воспользоваться формулой Карно:

Эффективность=1TcTh

где T_c - температура отработанного пара, T_h - начальная температура пара.

Дано: T_c = 350 K, T_h = 710 K

Эффективность=1350710=10.493=0.507

Теперь можем найти среднюю полезную мощность машины. Средняя полезная мощность выражается через эффективность Карно и теплоту, поступающую от нагревателя:

Средняя полезная мощность=Эффективность×Теплота в минуту

Дано: теплота в минуту = 142 кДж = 142000 Дж

Средняя полезная мощность=0.507×142000=71994 Дж/мин

Таким образом, средняя полезная мощность идеальной тепловой машины составляет 71994 Дж в минуту.

avatar
ответил 7 месяцев назад
0

Для решения задачи о средней полезной мощности тепловой машины, важно понимать принципы работы тепловых машин и использования уравнения Карно для определения эффективности. Рассмотрим основные шаги:

  1. Определение эффективности η тепловой машины Карно: Тепловая машина Карно является идеальной машиной, поэтому её эффективность определяется по следующей формуле: [ \eta = 1 - \frac{T{\text{х}}}{T{\text{н}}} ] где:

    • η — эффективность тепловой машины,
    • Tн — абсолютная температура нагревателя вКельвинах,
    • Tх — абсолютная температура холодильника вКельвинах.

    Подставим данные задачи: [ T{\text{н}} = 710\ \text{K} ] [ T{\text{х}} = 350\ \text{K} ] η=1350 K710 K=10.492960.507

  2. Определение полезной работы W: Полезная работа, выполняемая машиной, связана с поступающей теплотой ((Q{\text{н}})) и эффективностью (η): [ W = \eta Q{\text{н}} ]

    В задаче задано, что от нагревателя поступает в среднем 142 кДж теплоты в минуту: Qн=142 kJ=142000 J

    Подставим значения в уравнение для W: W=0.507×142000 J71994 J

  3. Определение средней полезной мощности P: Мощность — это работа, выполненная за единицу времени. В данном случае, работа выполняется за одну минуту 60секунд: P=Wt где:

    • P — средняя полезная мощность,
    • W — полезная работа вДжоулях,
    • t — время всекундах.

    Подставим значения в уравнение для P: t=60 с P=71994 J60 с1199.9 Вт

Итак, средняя полезная мощность идеальной тепловой машины составляет примерно 1199.9 Вт илиДж/с.

avatar
ответил 7 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме