Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 3524
2017-05-27 
Температура пара, поступающего в паровую машину, $t_{1} = 127^{ \circ} С$; температура в конденсоре $t_{2} = 27^{ \circ} С$. Определить максимальную работу, которую могла бы совершить данная машина. Количество р, теплоты, полученное машиной, $Q_{1} = 4,2 кДж$.
Решение:
Для того чтобы работа, совершаемая тепловой машиной (тепловым двигателем), была максимальной, необходимо, чтобы цикл, по которому работает двигатель, был обратимым. При наличии только двух термостатов — нагревателя с температурой $T_{1}$ и холодильника с температурой $T_{2}$ — возможен только один обратимый цикл — цикл Карно, состоящий из двух изотерм и двух адиабат (рис.). Коэффициент полезного действия этого цикла
$\eta_{к} = (T_{1} - T_{2})/T_{1}$. (1)
КПД любого теплового двигателя
$\eta = A/Q_{1}$, (2)
где $A$ — полезная работа, совершаемая двигателем, $Q_{1}$ — количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя.
Очевидно, что сопоставление равенств (1) и (2) позволит найти искомую работу.
Приравнивая правые части равенств (1) и (2), получим
$A/Q_{1} = (T_{1} - T_{2})/T_{1}$,
откуда
$A = Q_{1}(T_{1} - T_{2})/T_{1} = 1,05 кДж$.
Температура пара, поступающего в паровую машину, $t_{1} = 127^{ \circ} С$; температура в конденсоре $t_{2} = 27^{ \circ} С$. Определить максимальную работу, которую могла бы совершить данная машина. Количество р, теплоты, полученное машиной, $Q_{1} = 4,2 кДж$.
Решение:
Для того чтобы работа, совершаемая тепловой машиной (тепловым двигателем), была максимальной, необходимо, чтобы цикл, по которому работает двигатель, был обратимым. При наличии только двух термостатов — нагревателя с температурой $T_{1}$ и холодильника с температурой $T_{2}$ — возможен только один обратимый цикл — цикл Карно, состоящий из двух изотерм и двух адиабат (рис.). Коэффициент полезного действия этого цикла
$\eta_{к} = (T_{1} - T_{2})/T_{1}$. (1)
КПД любого теплового двигателя
$\eta = A/Q_{1}$, (2)
где $A$ — полезная работа, совершаемая двигателем, $Q_{1}$ — количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя.
Очевидно, что сопоставление равенств (1) и (2) позволит найти искомую работу.
Приравнивая правые части равенств (1) и (2), получим
$A/Q_{1} = (T_{1} - T_{2})/T_{1}$,
откуда
$A = Q_{1}(T_{1} - T_{2})/T_{1} = 1,05 кДж$.
