Идеальная холодильная машина работает по обратному циклу Карно. внешние силы выполняют за цикл работу 2,10 кДж. Температура тела, охлаждают, 280 К, температура
теплоприемника 350 К. Какое количество теплоты отбирается от охлаждаемого тела за один
цикл? Передается теплоприемнику за один цикл? Который холодильный коэффициент машины?
Идеальная холодильная машина работает по обратному циклу Карно, который состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов.
Сначала найдем количество теплоты, отбираемое от охлаждаемого тела за один цикл.
Известно, что внешние силы выполняют за цикл работу 2,10 кДж. Так как цикл Карно состоит из двух адиабатических процессов, работа, совершаемая во время адиабатических процессов, равна нулю. То есть, работа совершается только во время изотермических процессов.
Мы можем использовать формулу для работы в изотермическом процессе Карно:
работа = количество теплоты * (температура теплоприемника / разности температур)
2,10 кДж = количество теплоты * (350 К / (350 К - 280 К))
Теперь найдем количество теплоты, отбираемое от охлаждаемого тела за один цикл:
количество теплоты = 2,10 кДж * (350 К - 280 К) / 350 К
= 2,10 кДж * 70 К / 350 К
= 0,42 кДж
Теперь найдем количество теплоты, передаваемое теплоприемнику за один цикл. Так как цикл Карно является обратным, количество теплоты, отбираемое от охлаждаемого тела, равно количеству теплоты, передаваемому теплоприемнику.
количество теплоты, передаваемое теплоприемнику = 0,42 кДж
Теперь найдем холодильный коэффициент машины. Холодильный коэффициент машины определяется как отношение количества теплоты, передаваемого теплоприемнику, к работе, выполняемой вне цикла:
холодильный коэффициент машины = количество теплоты, передаваемое теплоприемнику / работа
холодильный коэффициент машины = 0,42 кДж / 2,10 кДж
= 0,2
Таким образом, количество теплоты, отбираемое от охлаждаемого тела за один цикл, составляет 0,42 кДж, количество теплоты, передаваемое теплоприемнику за один цикл, также составляет 0,42 кДж, а холодильный коэффициент машины равен 0,2.