Тепловой двигатель совершает работу на 500 кДж. При этом холодильнику передается 1500 кДж
1.Вычислите количество теплоты, которое передается двигателю.

2.Определите КПД теплового двигателя

Показать ответ

Ответ:

irina956

07.05.2023 21:56

осмотрим, как влияет э.д.с. самоиндукции на процесс установления тока в цепи, содержащей индуктивность.

в цепи, представленной на схеме 10.10, течёт ток. отключим источник e, разомкнув в момент времени t = 0 ключ к. ток в катушке начинает убывать, но при этом возникает э.д.с. самоиндукции, поддерживающая убывающий ток.

рис. 10.10.

запишем для новой схемы 10.10.b уравнение правила напряжений кирхгофа:

разделяем переменные и интегрируем:

пропотенцировав последнее уравнение, получим:

постоянную интегрирования найдём, воспользовавшись начальным условием: в момент отключения источника t = 0, ток в катушке i(0) = i0.

отсюда следует, что c = i0 и поэтому закон изменения тока в цепи приобретает вид:

. (10.7)

график этой зависимости на рис. 10.11. оказывается, ток в цепи, после выключения источника, будет убывать по экспоненциальному закону и станет равным нулю только спустя t = ¥.

рис. 10.11.

вы и сами теперь легко покажете, что при включении источника (после замыкания ключа к) ток будет нарастать тоже по экспоненциальному закону, асимптотически приближаясь к значению i0 (см. рис. 10.

. (10.8)

но вернёмся к первоначальной размыкания цепи.

мы отключили в цепи источник питания (разомкнули ключ к), но ток — теперь в цепи 10.8.b — продолжает течь. где черпается энергия, обеспечивающая бесконечное течение этого убывающего тока?

ток поддерживается электродвижущей силой самоиндукции e = . за время dt убывающий ток совершит работу:

da = eси×i×dt = –lidi.

ток будет убывать от начального значения i0 до нуля. проинтегрировав последнее выражение в этих пределах, получим полную работу убывающего тока:

. (10.9)

совершение этой работы сопровождается двумя процессами: исчезновением тока в цепи и исчезновением магнитного поля катушки индуктивности.

с чем же связана была выделившаяся энергия? где она была локализована? располагалась ли она в проводниках и связана ли она с направленным движением носителей заряда? или она локализована в объёме соленоида, в его магнитном поле?

опыт даёт ответ на эти вопросы: энергия электрического тока связана с его магнитным полем и распределена в пространстве, занятом этим полем.

несколько изменим выражение (10.9), учтя, что для длинного соленоида справедливы следующие утверждения:

l = m0n2sl (10.5) — индуктивность;

b0 = m0ni0 (9.17) — поле соленоида.

эти выражения используем в (10.9) и получим новое уравнение для полной работы экстратока размыкания, или — начального запаса энергии магнитного поля:

. (10.10)

здесь v = s×l — объём соленоида (магнитного

энергия катушки с током пропорциональна квадрату вектора магнитной индукции.

разделив эту энергию на объём магнитного поля, получим среднюю плотность энергии:

[]. (10.11)

это выражение похоже на выражение плотности энергии электростатического поля:

обратите внимание: в сходных уравнениях, если e0 — в числителе, m0 — непременно в знаменателе.

зная плотность энергии в каждой точке магнитного поля, мы теперь легко найдём энергию, в любом объёме v поля.

локальная плотность энергии в заданной точке поля:

значит, dw = wdv и энергия в объёме v равна:

0,0(0 оценок)

Ответ:

lexelol2005

08.03.2022 20:49

В любом положениии жука, по графику, мы можем найти соответствующую его положению скорость. Пусть расстояние между

делениями равно    $x \ ,$     тогда мы можем выразить время, которое тратит жук на прохождение расстояния между

каждой парой делений:

$t_{01} = \frac{x}{3} \ ;$

$t_{12} = \frac{x}{4} \ ;$

$t_{23} = \frac{x}{1} \ ;$

$t_{34} = \frac{x}{4} \ ;$

$t_{45} = \frac{x}{2} \ ;$

$t_{56} = \frac{x}{1} \ ;$

$t_{67} = \frac{x}{3} \ ;$

$t_{78} = \frac{x}{1} \ ;$

$t_{89} = \frac{x}{3} \ ;$

Жук, как мы понимаем, сделал 4 остановки: после 2-ого, 4-ого, 6-ого и 8-ого делений на 1.5 секунды.

Значит полное время, которое он затратил на прохождение линейки равно:

$t = t_{01} + t_{12} + 1.5 + t_{23} + t_{34} + 1.5 + t_{45} + t_{56} + 1.5 + t_{67} + t_{78} + 1.5 + t_{89} = \\\\ = \\\frac{x}{3} + \frac{x}{4} + 1.5 + \frac{x}{1} + \frac{x}{4} + 1.5 + \frac{x}{2} + \frac{x}{1} + 1.5 + \frac{x}{3} + \frac\\{x}{1} + 1.5 + \frac{x}{3} = \\\\ = ( 1.5 + 1.5 + 1.5 + 1.5 ) + ( \frac{x}{3} + \frac{x}{3} + \frac{x}{3} ) + ( \frac{x}\\{4} + \frac{x}{4} + \frac{x}{2} ) + x + x + x = \\\\ = 4 \cdot 1.5 + 3 \cdot \frac{x}{3} + ( \frac{x}{2} + \frac{x}{2} ) + \\3x = 6 + x + x + 3x = 6 + 5x \ ;$

$t = 6 + 5x \ ;$

Поскольку нам дана средняя скорость,
то мы можем определить длину L линейки Глюка, как:

$L = t \cdot v_{cp} = ( 6 + 5x ) \cdot 1 = 6 + 5x \ ;$

Но с другой стороны, длина линейки Глюка, очевидно, равна    $9x \ ,$     поскольку мы изначальнго определили

$x \ ,$     как цену деления линейки Глюка. Стало быть:

$L = 6 + 5x = 9x \ ;$

$6 = 4x \ ;$

x = 1.5