1.Имеются два сосуда с водой. В одном из них температура воды 20С, в другом температура 100С. Воду из этих двух сосудов сливают в третий, при этом температура воды оказывается равной 40С. Определите отношение масс воды в первом и втором сосудах. Потери тепла не учитывайте.2. В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа 300Дж. Определите КПД машины и температура нагревателя, если температура холодильника 280 К.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Обозначим массы воды в первом и втором сосудах как m1 и m2 соответственно. Тогда можем написать уравнение для теплового баланса:

m1 20 + m2 100 = (m1 + m2) * 40

Разрешим уравнение относительно m1/m2:

20m1 + 100m2 = 40m1 + 40m2
20m1 = 60m2
m1/m2 = 3/1

Ответ: отношение масс воды в первом и втором сосудах равно 3/1.

КПД идеальной тепловой машины можно определить по формуле:

КПД = (работа, совершаемая машиной) / (полученная энергия от нагревателя)

Дано, что за каждый килоджоуль энергии совершается работа 300Дж, то есть 0.3 кДж. Тогда КПД машины равен:

КПД = 300Дж / 1000 кДж = 0.3

Теперь можем использовать формулу Карно для определения температуры нагревателя (T1), температуры холодильника (T2) и температуры внешней среды (T0):

КПД = 1 - (T2 / T1)
0.3 = 1 - (280 / T1)
T1 = 280 / (1 - 0.3) = 400 K

Ответ: КПД машины равен 0.3, температура нагревателя - 400 К.