ЕГЭ
КАРТОЧКИ
ТЕСТЫ
Главная
Курсы
Куратор
Подписка
24. Молекулярная физика. Термодинамика: расчетная задача высокого уровня: #215449
Морозильная камера установлена на кухне, где температура равна $t_1=+20^\circ\text{C},$ и потребляет в течение длительного времени среднюю мощность $P=89{.}4\ \text{Вт},$ обеспечивая внутреннюю температуру $t_2=-18^\circ\text{C}.$ Оцените мощность подвода теплоты в камеру из окружающей среды, считая, что морозильник работает по обратному циклу Карно. Ответ выразите в ваттах и округлите до целого числа.
$1)$ Обозначения и перевод в Кельвины: $T_1=t_1+273=293\ \text{К},$ $T_2=t_2+273=255\ \text{К}.$ Мощность подведения работы (электропотребление) равна $P=89{.}4\ \text{Вт}.$
$2)$ Для обратного цикла Карно коэффициент полезного действия в режиме холодильника (коэффициент эффективности холодильника) равен
$$\varepsilon=\dfrac{Q_{\text{х}}}{A}=\dfrac{T_2}{T_1-T_2}\, $$
где $Q_{\text{х}}$ — мощность отвода теплоты из холодного бака (внутри камеры), $A$ — мощность, затрачиваемая на работу (в данном случае $A=P$).
$3)$ Отсюда мощность подвода (т.е. мощность теплового потока, поступающего в камеру и отводимого холодильником) равна
$$Q_{\text{х}}=\varepsilon A=\dfrac{T_2}{T_1-T_2}\,P\, $$
$4)$ Подставим численные значения:
$$Q_{\text{х}}=\dfrac{255}{293-255}\cdot 89{.}4=\dfrac{255}{38}\cdot 89{.}4\approx 6{.}7105\cdot 89{.}4\approx 600\ \text{Вт}\, $$
Ответ: мощность подвода теплоты в камеру из окружающей среды равна $600\ \text{Вт}.$
20
