Решение: Масса сконденсировавшегося пара
Тепловая машина с максимально возможным КПД имеет в качестве нагревателя резервуар с горячим паром при температуре $100\,^{\circ}\mathrm{C}$, давление которого поддерживается постоянным, а в качестве холодильника — сосуд с водой при $0\,^{\circ}\mathrm{C}$. Давление пара равно $10^5\,\mathrm{Па}$. Какая масса пара сконденсируется при совершении машиной работы, равной $1\,\mathrm{МДж}$?
Ответ округлите до десятых.
Решение по шагам
4 шагаМаксимально возможный КПД имеет обратимый цикл Карно. Переведём температуры в кельвины:
$$T_1 = 100 + 273 = 373\,\mathrm{K},\quad T_2 = 0 + 273 = 273\,\mathrm{K}$$Определим КПД тепловой машины:
$$\eta = 1 - \frac{T_2}{T_1} = 1 - \frac{273}{373} \approx 0{,}268$$Теплота, полученная от нагревателя, связана с работой машины соотношением $A = \eta Q$:
$$Q = \frac{A}{\eta} = \frac{1 \cdot 10^6}{0{,}268} \approx 3{,}73 \cdot 10^6\,\mathrm{Дж}$$При конденсации пара эта теплота выделяется массой пара $m$:
$$Q = mr,\quad m = \frac{Q}{r} = \frac{3{,}73 \cdot 10^6}{2{,}3 \cdot 10^6} \approx 1{,}6\,\mathrm{кг}$$Где здесь ошибаются
Использовать температуры в градусах Цельсия вместо кельвинов при расчёте КПД.
Приравнять работу к теплоте, полученной от нагревателя, не учитывая КПД.
Использовать удельную теплоёмкость воды вместо удельной теплоты парообразования.