В цикле Карно один моль идеального газа при адиабатическом расширении совершает работу А. Температура нагревателя Тн. Выразите температуру холодильника.
В процессе адиабатического расширения работа, совершаемая газом, связана с изменением его внутренней энергии. По закону сохранения энергии можно записать:
Q н - A = ΔU,
где Q н - количество теплоты, подведенное к газу от нагревателя, ΔU - изменение внутренней энергии газа.
Поскольку процесс адиабатический, то Q н = 0, и уравнение принимает вид:
A = ΔU.
Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT выражаем внутреннюю энергию газа:
U = nC v ΔT,
где С v - удельная теплоемкость при постоянном объеме.
Раскрываем разность температур:
A = nC v (T х - T н),
откуда можно выразить температуру холодильника:
T х = T н - A / (nC v).
Таким образом, чтобы выразить температуру холодильника необходимо знать количество совершенной работы газом, удельную теплоемкость газа при постоянном объеме и температуру нагревателя.
В процессе адиабатического расширения работа, совершаемая газом, связана с изменением его внутренней энергии. По закону сохранения энергии можно записать:
Q н - A = ΔU,
где Q н - количество теплоты, подведенное к газу от нагревателя, ΔU - изменение внутренней энергии газа.
Поскольку процесс адиабатический, то Q н = 0, и уравнение принимает вид:
A = ΔU.Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT выражаем внутреннюю энергию газа:
U = nC v ΔT,
где С v - удельная теплоемкость при постоянном объеме.
Раскрываем разность температур:
A = nC v (T х - T н),откуда можно выразить температуру холодильника:
T х = T н - A / (nC v).
Таким образом, чтобы выразить температуру холодильника необходимо знать количество совершенной работы газом, удельную теплоемкость газа при постоянном объеме и температуру нагревателя.