В идеальном тепловом двигателе каждый килоджоуль энергии, производимой нагревателем, составляет 300 Дж, а температура холодильника составляет 280 К. а)Определите количество энергии, выделяемой в окружающую среду
б)Рассчитайте КПД машины.
в)Напишите формулу Карно, определяющую эффективность идеальной машины

Дано: т=1оо°с=373к; η = 60% = 0,6 v - ? решение используем закон сохранения энергии. часть кинетической энергии пули (с учетом η) идет на изменение внутренней энергии δw = δu (1) считаем, что пуля останавливается после удара, тогда изменение ее кинетической энергии δw = - mv²/2. изменение внутренней энергии пули при ее плавлении и нагревании до температуры плавления δu = mλ+ cm (тпл – т), где тпл – температура плавления свинца. учитывая эти выражения, перепишем уравнение (1): mλ+ cm (тпл – т) = η mv²/2, откуда v = v = м/с = 420 м/с

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин