Какое количество теплоты нужно передать газу, чтобы его внутренняя энергия увеличилась на 45кДж и при этом газ совершил работу 65 кДж? КПД идеальной паровой турбины 60%, температура нагревателя 480 ° c . Какова температура холодильника и какая часть теплоты, получаемой от нагревателя, уходит в холодильник?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Используем формулы для КПД идеальной паровой турбины:

КПД = (работа турбины) / (теплота, поданная на нагреватель) = 0.60

работа турбины = 65 кДж
теплота, поданная на нагреватель = Q

Q = работа турбины / КПД = 65 кДж / 0.60 = 108.33 кДж

Так как внутренняя энергия увеличилась на 45 кДж, то внешний тепловой эффект также равен 45 кДж.

45 кДж энергии ушло на увеличение внутренней энергии газа.
58,33 кДж ушло на работу турбины.

Тогда 108.33 кДж - 45.0 кДж - 58.33 кДж = 5 кДж.

Таким образом, 5 кДж теплоты ушло в холодильник.

Температура холодильника можно найти, используя формулу для КПД холодильника:

КПД холодильника = (теплота, отданная холодильнику) / (теплота, полученная от нагревателя) = (5 кДж) / (108.33 кДж) = 0,046

Температура холодильника:

T1 / (480°C - T1) = 0.046
T1 = 0.046 * 480 / (1 + 0.046) = 10.12°C

Температура холодильника составляет 10.12°C, и 4.6% теплоты, полученной от нагревателя, уходит в холодильник.