Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Многие сельские дома отапливаются в настоящее время при помощи

Условие

Многие сельские дома отапливаются в настоящее время при помощи электрообогревателей, что обходится достаточно дорого. При этом совершаемая электрическим током работа А превращается в равное ей количество теплоты Q, и батареи отопления нагреваются до температуры Т₁ = 60 °C. Однако расходы можно значительно снизить, если использовать эту работу A для перекачки теплоты Q_(хол) от внешнего теплового резервуара, имеющего температуру Т₂ = 0 °C (например, от незамерзающего зимой пруда), к батареям, выделяя в них количество теплоты Q_(нагр). Во сколько раз n при этом количество теплоты Q_(нагр) превышает Q = А, если перекачивающее теплоту устройство работает по идеальному циклу Карно, запущенному в обратном направлении, а температура батарей остается равной Т₁? Считайте, что в идеальной тепловой машине все процессы обратимые, так что при запуске ее в обратном направлении знаки всех энергетических вкладов (работы и количеств теплоты) просто поменяются, а соотношения между ними останутся прежними.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Согласно первому закону термодинамики, A=Qнагр−QхолA = Q_нагр - Q_хол Здесь мы считаем все величины положительными, а знаки разных вкладов учитываем при написании уравнений.2. Согласно второму закону термодинамики, КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, η=1−QхолQнагр=1−T2T1,\eta = 1 - \frac{Q_хол}{Q_нагр} = 1 - \frac{T_2}{T_1} , откуда Qнагр=QхолT1T2,Q_нагр = Q_хол \frac{T_1}{T_2} , где Qхол=Qнагр−AQ_хол = Q_нагр - A

Осталось ещё 2 шага

  1. В идеальной тепловой машине все процессы…

  2. Окончательно получаем: n = Q_нагр/A = T_1/T_1…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»

Многие сельские дома отапливаются в настоящее время при помощи — решение с объяснением | Lom Ai