Физика. Домашние задания Найдите КПД тепловой машины, работающей с νν = 2,9 моль одноатомного идеального газа по циклу, состоящему из адиабатического расширения 1 – 2, изотермического сжатия 2 – 3 и изохорического процесса 3 – 1. Работа, совершенная над газом в изотермическом процессе, равна по величине А = 1,3 кДж. Разность максимальной и минимальной температур в цикле равна ΔTΔT = 475,6 К.
(\eta) — КПД,(A_{\text{полезная}}) — работа, совершенная машиной,(Q_{\text{поступающий}}) — количество теплоты, поступающей в машину.Шаг 1: Работа
Работа, совершаемая над газом в изотермическом процессе, равна (A = 1,3 \, \text{кДж} = 1300 \, \text{Дж}).
Шаг 2: Находим количество теплоты (Q_{\text{поступающий}})
Так как работа A совершается над газом, он получает тепло из внешней среды. В цикле идеального газа количество теплоты в изотермическом процессе можно определить через разность температур и количество вещества. Для идеального газа изотермическое уравнение может быть записано так:
[ Q{\text{поступающий}} = nR \Delta T{\text{изотермический}} ]
Однако, нам необходимо определить, сколько теплоты начисляется в системе на протяжении всего цикла.
Для этого нам нужно учитывать, что максимальная температура (T_1) будет на уровне, соответствующем усредненному значению разности температур.
Шаг 3: Температура и понижаемая температура
Разность температур в цикле, (\Delta T = T_1 - T_2 = 475,6 \, \text{К}).
Для начального состояния (максимальная температура) и конечного (минимальная) можно взять, например, как:
Т1 будет высшей температурой потока, а T2 будет температурой в изотермическом процессе.
Нам пока не известны сами температуры, поэтому мы можем записать (T_1 = T_2 + 475,6).
Шаг 4: КПД
Таким образом, в конечном итоге,
[ \eta = \frac{A}{Q} ]
где (Q) включает в себя все количества теплоты, которые поступают на соответствующих стадиях цикла.
В тексте задачи не указан явный расчет (Q), но мы знаем, что (Q) можно определить как сумму работ и теплоты:
Таким образом, будем считать, что (Q) равен (A).
Подставляем значения:
Если ужасно не повезло:
[ \eta = \frac{1,3 \, кДж}{Q_{входной}} ]
Так как у нас нет полной информации о трактовке (Q), то без его расчетов мы не можем найти точное значение.
Таким образом, итоговый ответ обладает зависимостью от полного количества теплоты (Q), откуда можно выразить результат. На данный момент: (\eta) выражается как доля работы (A/\Delta T).
Если охватывать все немного с другими значениями и зависимостями, получение рабочего значения предоставит итог, тем не менее нам нужно больше информации о количественной величине входящих/выходящих потоков, чтобы найти финальное КПД.
Пожалуйста, уточните, если есть значение средней температуры или входящей теплоты, исходя из формулы идеального газа и их свойств.
Для нахождения коэффициента полезного действия (КПД) тепловой машины, мы можем использовать формулу:
[
\eta = \frac{A{\text{полезная}}}{Q{\text{поступающий}}}
]
где:
(\eta) — КПД,(A_{\text{полезная}}) — работа, совершенная машиной,(Q_{\text{поступающий}}) — количество теплоты, поступающей в машину.Шаг 1: РаботаРабота, совершаемая над газом в изотермическом процессе, равна (A = 1,3 \, \text{кДж} = 1300 \, \text{Дж}).
Шаг 2: Находим количество теплоты (Q_{\text{поступающий}})Так как работа A совершается над газом, он получает тепло из внешней среды. В цикле идеального газа количество теплоты в изотермическом процессе можно определить через разность температур и количество вещества. Для идеального газа изотермическое уравнение может быть записано так:
[
Q{\text{поступающий}} = nR \Delta T{\text{изотермический}}
]
Однако, нам необходимо определить, сколько теплоты начисляется в системе на протяжении всего цикла.
Для этого нам нужно учитывать, что максимальная температура (T_1) будет на уровне, соответствующем усредненному значению разности температур.
Шаг 3: Температура и понижаемая температураРазность температур в цикле, (\Delta T = T_1 - T_2 = 475,6 \, \text{К}).
Для начального состояния (максимальная температура) и конечного (минимальная) можно взять, например, как:
Т1 будет высшей температурой потока, а T2 будет температурой в изотермическом процессе.Нам пока не известны сами температуры, поэтому мы можем записать (T_1 = T_2 + 475,6).
Шаг 4: КПДТаким образом, в конечном итоге,
[
\eta = \frac{A}{Q}
]
где (Q) включает в себя все количества теплоты, которые поступают на соответствующих стадиях цикла.
В тексте задачи не указан явный расчет (Q), но мы знаем, что (Q) можно определить как сумму работ и теплоты:
Таким образом, будем считать, что (Q) равен (A).
Подставляем значения:
Если ужасно не повезло:
[
\eta = \frac{1,3 \, кДж}{Q_{входной}}
]
Так как у нас нет полной информации о трактовке (Q), то без его расчетов мы не можем найти точное значение.
Таким образом, итоговый ответ обладает зависимостью от полного количества теплоты (Q), откуда можно выразить результат. На данный момент:
(\eta) выражается как доля работы (A/\Delta T).
Если охватывать все немного с другими значениями и зависимостями, получение рабочего значения предоставит итог, тем не менее нам нужно больше информации о количественной величине входящих/выходящих потоков, чтобы найти финальное КПД.
Пожалуйста, уточните, если есть значение средней температуры или входящей теплоты, исходя из формулы идеального газа и их свойств.