№676 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Температура нагревателя идеальной тепловой машины 117 °С, а холодильника 27 °С. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за 1 с, равно 60 кДж. Вычислить КПД машины, количество теплоты, отдаваемое холодильнику в 1 с, и мощность машины.

Температуры нагревателя и холодильника переведём в кельвины:

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

КПД идеальной тепловой машины:

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

Количество теплоты, отдаваемое холодильнику за 1 с:

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

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:

$$A=Q_1-Q_2=60-46=14\ \text{кДж}.$$

Так как эта работа совершается за $$1\ \text{с}$$, мощность машины:

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

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