Задача 1: идеальная тепловая машина работает по циклу Карно

Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, термический КПД которого 40%. Температура теплоприемника 0 градусов по Цельсию. Найти температуру теплоотдатчика и работу изотермического сжатия, если работа изотермического расширения 8 Дж.

Эта задача была размещена посетителями в разделе Решаем вместе 19 сентября 2007 года.

Решение:

КПД цикла Карно:

η =	T2 − T1	,
	T1

где T₁ — температура нагревателя (теплоотдатчика), T₂ — температура теплоприемника. Отсюда выразим искомую T₁:

T1 =	T2	=	273	= 455 K = 182 °C.
	(1 − η)		1 − 0.4

С другой стороны, КПД равен:

η =	Q1 − Q2	,
	Q1

где Q₁ — теплота, подводимая на участке изотермического расширения, равная работе A₁, так как на этом участке изменение внутренней энергии ΔU = 0, а Q₂ — теплота, отводимая на участке изотермического сжатия и равная A₂ (работе сжатия). Тогда η = (A₁ − A₂)/A₁, откуда выразим искомую A₂:

A2 = A1(1 − η) = 8(1 − 0.4) = 4.8 (Дж).

[тема: задачи на законы термодинамики и работу].

---