Тепловой двигатель, работающий по циклу Карно, имеет нагреватель с температурой плюс 127 в степени ° С и холодильник с температурой плюс 27 в степени ° С. Какое количество теплоты этот двигатель отдаёт холодильнику за один цикл работы, если за каждый цикл он получает от нагревателя количество теплоты, равное 2 кДж? Ответ выразите в килоджоулях.

Задание 10 ЕГЭ по физике: Тепловой двигатель, работающий по циклу Карно, имеет нагреватель…

№2. Задание 10

ID: 00014762

Тепловой двигатель, работающий по циклу Карно, имеет нагреватель с температурой $+127\,^{\circ}$ С и холодильник с температурой $+27\,^{\circ}$ С. Какое количество теплоты этот двигатель отдаёт холодильнику за один цикл работы, если за каждый цикл он получает от нагревателя количество теплоты, равное 2 кДж? Ответ выразите в килоджоулях.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Машина Карно берёт от нагревателя $Q_н$ , часть превращает в работу $A$ , а остаток отдаёт холодильнику $Q_х$ . По закону сохранения энергии $Q_х=Q_н-A$ , а $A=\eta Q_н$ с КПД $\eta=1-\dfrac{T_х}{T_н}$ . Температуры — в кельвинах.

Шаг 1. КПД и работа

$T_н=400$ К, $T_х=300$ К, $\eta=1-\dfrac{300}{400}=0{,}25$ . Работа за цикл $A=\eta Q_н=0{,}25\cdot 2=0{,}5$ кДж.

Шаг 2. Теплота холодильнику

$Q_х=Q_н-A=2-0{,}5=1{,}5$ кДж. (То же самое даёт формула $Q_х=Q_н\dfrac{T_х}{T_н}=2\cdot\dfrac{300}{400}=1{,}5$ кДж.)

Ответ: 1,5

Ответ

1,5