Дано: h = 10 м, m = 0,2 кг, V0 = 0 Найти: Eп1 - ?, А -?, Ек2 - ?
Решение: 1) Потенциальная энергия существует, если тело находится на каком-то расстоянии от поверхности Земли: Eп1 = mgh = 0,2*10*10 = 20 Дж 2) Работа силы тяжести считается по формуле А = mgh. Подставляем: A = mgh = 0,2*10*10 = 20 Дж 3) Кинетическая энергия существует, если тело имеет какую-то скорость, т.е. движется. Будем искать из закона сохранения энергии:
В начальной точке скорость равна нулю - кинетическая энергия равна нулю. В конечной точке высота равна 0 - потенциальная энергия равна нулю
Сразу переведём температуру из градусов Цельсия в Кельвины: Температура нагревателя Tн = (727 + 273) К = 1000 К; Температура холодильника Tх = (327 + 273) К = 600 К.
Идеальная тепловая машина по определению работает по циклу Карно. КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно можно определить так: η = 1 – (Tх / Tн) = 1 – (600 К / 1000 К) = 1 – 0,6 = 0,4. Таким образом, КПД равен 0,4 (или 40%).
При этом, как и для любой другой тепловой машины, КПД можно определить так: η = Aп / Qн, где Aп – совершённая полезная работа; Qн – полученное от нагревателя количество теплоты.
Найти: Eп1 - ?, А -?, Ек2 - ?
Решение:
1) Потенциальная энергия существует, если тело находится на каком-то расстоянии от поверхности Земли:
Eп1 = mgh = 0,2*10*10 = 20 Дж
2) Работа силы тяжести считается по формуле А = mgh. Подставляем:
A = mgh = 0,2*10*10 = 20 Дж
3) Кинетическая энергия существует, если тело имеет какую-то скорость, т.е. движется. Будем искать из закона сохранения энергии:
В начальной точке скорость равна нулю - кинетическая энергия равна нулю. В конечной точке высота равна 0 - потенциальная энергия равна нулю
Дж
ответ: 20 Дж, 20 Дж, 20 Дж
Температура нагревателя Tн = (727 + 273) К = 1000 К;
Температура холодильника Tх = (327 + 273) К = 600 К.
Идеальная тепловая машина по определению работает по циклу Карно.
КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно можно определить так:
η = 1 – (Tх / Tн) = 1 – (600 К / 1000 К) = 1 – 0,6 = 0,4.
Таким образом, КПД равен 0,4 (или 40%).
При этом, как и для любой другой тепловой машины, КПД можно определить так:
η = Aп / Qн, где
Aп – совершённая полезная работа;
Qн – полученное от нагревателя количество теплоты.
Тогда:
Aп = η * Qн = 0,4 * 50 кДж
Aп = 20 кДж