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.

Циклы и Тепловые… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00014762

Задание №8. Термодинамика

Циклы и Тепловые Машины

№2. Задание 8

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

Другие задания по теме «Циклы и Тепловые Машины» (8)