ФИПИ тапсырмаларының шешімдері ЕГЭ по физикаға: «Жылу процестері және машиналар» — жауаптарымен
ФИПИ ашық банкінен тақырыптың әрбір есебі — жауабымен және алғашқы қадамдарымен талдау. Толық қадамдық шешім және ресми кілт – карточкадағы сілтемелер бойынша.
У идеального теплового двигателя Карно температура нагревателя 400 К, температура холодильника 300 К. За один цикл двигатель совершает работу 16 кДж. Какое количество теплоты получает рабочее тело…
1
КПД идеального теплового двигателя Карно определяется температурами нагревателя и холодильника:$$\eta = 1 - \frac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$$
2
Подставим значения температур:$$\eta = 1 - \frac{300}{400} = 0{,}25$$
Рабочее тело идеальной тепловой машины с КПД, равным 0,4, за цикл своей работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 6 Дж. Какова работа, совершаемая за цикл этой машиной?
1
КПД тепловой машины равен отношению работы за цикл к количеству теплоты, полученному от нагревателя.$$\eta = \dfrac{A}{Q_\text{н}}$$
2
Выразим работу и подставим значения КПД и количества теплоты.$$A = \eta Q_\text{н} = 0{,}4 \cdot 6 = 2{,}4\ \text{Дж}$$
Температуру холодильника тепловой машины Карно понизили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом…
1
КПД идеальной тепловой машины Карно определяется температурами нагревателя и холодильника.$$\eta = 1 - \frac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$$
2
Температура холодильника уменьшается, а температура нагревателя остаётся прежней, поэтому отношение $\dfrac{T_\text{х}}{T_\text{н}}$ уменьшается, а КПД увеличивается.$$\eta_2 > \eta_1$$