4. Количество теплоты, переданное холодильнику за цикл, Q, =-1,2 кДж. Определите термический коэффициент полезного действия теплового двигателя, если рабочее тело за цикл…

Детальное решение с разъяснениями

Понимание задачи:

• Дано: Q = -1,2 кДж — количество теплоты, переданное холодильнику за цикл. Обычно знак минус свидетельствует о направлении тока тепла относительно рабочей системы, но по сути нам нужна величина теплового потока, который рабочее тело получает как тепло за цикл. Возьмём по смыслу: величина тепла, подводимая к тепловому двигателю из теплового источника, равна 1,2 кДж (модуль величины).
• Дано: работа, совершаемая рабочим телом за цикл, A = 400 Дж = 0,400 кДж.
• Нужно найти термический коэффициент полезного действия (эффективность) теплового двигателя.

Пошаговое решение:

1. Приведём величины к единицам одной величины:

   • Входящая теплотa: Q_in = 1,2 кДж
   • Работа двигателя: W = A = 0,400 кДж

2. Определим эффективность теплового двигателя:

   • Формула эффективности: η = W / Q_in
   • Подставим значения: η = 0,400 кДж / 1,200 кДж = 1/3

3. Преобразуем в удобный вид:

   • В виде десятичной дроби: η ≈ 0,333
   • В процентах: η ≈ 33,3%

Ответ: Эффективность теплового двигателя η ≈ 0,333 (или 33,3%).

Комментарий по знакам: В задаче дано Q как величина, переданная холодильнику, с минусом по знаку. В рамках стандартной трактовки эффективности η = W / Q_in берём Q_in по модулю равным 1,2 кДж, поскольку именно эта энергия тепла подводится к двигателю для совершения работы. Если нужно строго следовать конкретной принятой системе знаков в вашем курсе, можно отметить, что абсолютная величина тепла, подведённого к двигателю за цикл, равна 1,2 кДж, и именно она используется в формуле η = W / Q_in.