№676 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. Температура нагревателя идеальной тепловой машины — $$117\,^\circ\mathrm{С}$$, а холодильника — $$27\,^\circ\mathrm{С}$$. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за $$1\ \mathrm{с}$$, равно $$60\ \mathrm{кДж}$$. Вычислить КПД машины, количество теплоты, отдаваемое холодильнику в $$1\ \mathrm{с}$$, и мощность машины.

Переведём температуры в кельвины:

$$T_1=117+273=390\ \text{К}, \qquad T_2=27+273=300\ \text{К}.$$

КПД идеальной тепловой машины:

$$\eta=\frac{T_1-T_2}{T_1}=\frac{390-300}{390}\approx 0{,}23=23\%.$$

Для любой тепловой машины:

$$\eta=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1},$$

откуда

$$Q_2=Q_1(1-\eta)=60\cdot(1-0{,}23)=46{,}2\ \text{кДж}\approx 46\ \text{кДж}.$$

Работа машины за 1 с:

$$A=Q_1-Q_2=60-46=14\ \text{кДж}.$$

Мощность:

$$N=\frac{A}{t}=\frac{14\ \text{кДж}}{1\ \text{с}}=14\ \text{кВт}.$$

Ответ: $$\eta=23\%,\quad Q_2=46\ \text{кДж},\quad N=14\ \text{кВт}.$$