Определи температуру холодильника устройства, работающего по замкнутому процессу (рис. 1), учитывая значения физических характеристик: получаемое количество теплоты - 9 кДж, работа внешних сил при изотермическом сжатии - 4 кДж, Т2 = 498 К (Ответ округли до целых.)

Для решения задачи о температуре холодильника устройства, работающего по замкнутому процессу, воспользуемся первым законом термодинамики. Он гласит, что изменение внутренней энергии системы (ΔU) равно количеству теплоты, переданного системе (Q), минус работа, совершенная системой (W): \[ \Delta U = Q - W \] В нашей задаче обозначим все известные значения: - \( Q = 9 \, \text{кДж} \) (количество теплоты, полученное холодильником) - \( W = 4 \, \text{кДж} \) (работа внешних сил при сжатии) В данном случае система получает количество теплоты \( Q \), а работа \( W \) осуществляется на систему (так как идет сжатие). Подставим величины в уравнение: \[ \Delta U = 9 \, \text{кДж} - 4 \, \text{кДж} \] Посчитаем изменение внутренней энергии: \[ \Delta U = 9 - 4 = 5 \, \text{кДж} \] По термодинамическому процессу, если устройство работает по замкнутому циклу, изменение внутренней энергии за цикл равно нулю (\( \Delta U = 0 \)). Следовательно, для процесса сжатия и расширения: \[ Q - W = 0 \] Значит, при изотермическом процессе, тепло по сути преобразуется в работу или обратно. Это дает нам возможность выразить рабочую температуру в виде: \[ Q = W \] Поскольку мы получили, что \( \Delta U = 5 \, \text{кДж} \) является результатом уравнения для цикличного процесса, можно написать: 1. \( Q = W + \Delta U \) 2. В данном случае: \( Q = W + 5 \, \text{кДж} \) 3. С учётом, что используется другая температура, особенно \( T_2 = 498 \, \text{К} \). Однако согласно условиям - необходимо найти температуру устройства холодильника. Это подразумевает более глубокий анализ, но, основной принцип - если \( T_2 \) больше температуры устройства холодильника, то выполняем формулу в такой зависимости: Обозначим температуру холодильника как \( T_1 \). Далее принимаем во внимание, что согласно термодинамике: \[ \frac{Q}{T_2} = \frac{W}{T_1} \] Теперь подставим известные данные в уравнения: \[ \frac{9 \, \text{кДж}}{498 \, \text{К}} = \frac{4 \, \text{кДж}}{T_1} \] Чтобы найти \( T_1 \): 1. Перемножим: \( 9 \cdot T_1 = 4 \cdot 498 \) 2. Далее: \( 9 \cdot T_1 = 1992 \) 3. Разделим обе части уравнения на 9: \( T_1 = \frac{1992}{9} \approx 221.33 \) Округлив до целых, получим: \[ T_1 \approx 221 \, \text{К} \] **Ответ:** Температура холодильника устройства составляет примерно 221 К.