Вопрос задан 11.04.2026 в 22:52. Предмет Физика. Спрашивает Рыжков Лёша.

Определите КПД цикла Карно, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 200 и 15°С. На сколько нужно повысить температуру нагревателя, чтобы КПД цикла увеличился вдвое?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Nurbegern Nugalam.

Для цикла Карно коэффициент полезного действия определяется формулой:

η=1−T2T1\eta = 1 - \frac{T_2}{T_1}

где
T1T_1 — абсолютная температура нагревателя,
T2T_2 — абсолютная температура холодильника.

Важно: в эту формулу температуры подставляются только в кельвинах.

Переведём данные температуры из градусов Цельсия в кельвины:

T1=200+273=473 КT_1 = 200 + 273 = 473\ \text{К} T2=15+273=288 КT_2 = 15 + 273 = 288\ \text{К}

Теперь найдём КПД:

η=1−288473\eta = 1 - \frac{288}{473} η=473−288473=185473≈0,391\eta = \frac{473 - 288}{473} = \frac{185}{473} \approx 0{,}391

То есть

η≈39,1%\eta \approx 39{,}1\%

Теперь нужно определить, на сколько повысить температуру нагревателя, чтобы КПД увеличился вдвое.

Тогда новый КПД будет:

η′=2η=2⋅0,391≈0,782\eta' = 2\eta = 2 \cdot 0{,}391 \approx 0{,}782

Используем ту же формулу Карно:

η′=1−T2T1′\eta' = 1 - \frac{T_2}{T_1'}

Подставим:

0,782=1−288T1′0{,}782 = 1 - \frac{288}{T_1'} 288T1′=1−0,782=0,218\frac{288}{T_1'} = 1 - 0{,}782 = 0{,}218 T1′=2880,218≈1321 КT_1' = \frac{288}{0{,}218} \approx 1321\ \text{К}

Теперь найдём, на сколько нужно повысить температуру нагревателя:

ΔT=T1′−T1=1321−473=848 К\Delta T = T_1' - T_1 = 1321 - 473 = 848\ \text{К}

Так как разность температур в кельвинах и градусах Цельсия одинакова, можно написать:

Δt=848∘C\Delta t = 848^\circ \text{C}

Ответ:
КПД цикла Карно равен примерно 39%.
Чтобы он увеличился вдвое, температуру нагревателя нужно повысить примерно на 848°С.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос