№678 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. Идеальная тепловая машина поднимает груз массой $$m=400\ \text{кг}$$. Рабочее тело машины получает от нагревателя с температурой $$t=200\ ^\circ\text{C}$$ количество теплоты, равное $$Q_1=80\ \text{кДж}$$. Определить КПД двигателя и количество теплоты, переданное холодильнику $$Q_2$$. На какую максимальную высоту $$H$$ поднимет груз эта тепловая машина? Трением пренебречь. В качестве холодильника выступает окружающий воздух, находящийся при нормальных условиях.

Температура холодильника при нормальных условиях:

$$T_2=273\ \text{К}$$

КПД идеальной тепловой машины:

$$\eta=1-\frac{T_2}{T_1}=1-\frac{273}{473}=1-0{,}577=0{,}423=42{,}3\%$$

Количество теплоты, переданное холодильнику:

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

$$Q_2=Q_1(1-\eta)=80\cdot(1-0{,}423)=46{,}16\ \text{кДж}$$

Максимальная высота подъёма груза:

$$A=mgh=Q_1-Q_2$$

$$h=\frac{Q_1-Q_2}{mg}=\frac{80-46{,}16}{400\cdot 10}=\frac{33{,}84}{4000}=0{,}00846\ \text{км}=8{,}46\ \text{м}$$

Ответ: $$\eta=42{,}3\%$$, $$Q_2=46{,}16\ \text{кДж}$$, $$h=8{,}46\ \text{м}$$.