Главная / ЕГЭ Физика / Задание №24 / ID 108263
ID 108263 ЕГЭ Физика Линия №24 СдамГИА ID: 25262 Кинематика
✈️ TG ВК Следующая ⏭️
Идеальный тепловой двигатель 1, работающий по циклу Карно, имеет температуру нагревателя Тн1  =  800 °C и холодильника  — Тх1  =  0 °C, потребляя за цикл количество теплоты Q+. Система из двух других идеальных тепловых двигателей 2 и 3 действует следующим образом. Двигатель 2 с той же температурой нагревателя Тн2  =  Тн1 и тем же потреблением теплоты за цикл Q+, что и двигатель 1, имеет температуру холодильника Тх2  =  60 °C  =  Тн3, и этот холодильник является нагревателем для двигателя 3, отдавая ему все количество теплоты, полученное от двигателя 2, причем холодильник двигателя 3 имеет ту же температуру, что и у двигателя 1 : Тх3  =  Тх1. Найдите, во сколько раз работа A1, производимая двигателем 1 за цикл, отличается от суммарной работы A2 + A3 двигателей 2 и 3.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1.  Для расчетов по термодинамическим формулам переведем вначале температуры, данные в условии, из ^{\circ} Цельсия в градусы Кельвина: Tн1  =  800 °C=1073 К, Tx1  =  0 °C  =  273 К, Tx2  =  60 °C  =  333 К.
2.  Согласно определению КПД и формуле для КПД цикла Карно:

$\eta_1=1 - $\frac{Q в степени м инус _1}{Q в степени п люс}$ = $\frac{A_1}{Q в степени п люс}$ =1 - \frac{T_х1}{T_н1}$
откуда:

$A_1=\eta_1Q в степени п люс = ( 1 - $\frac{T_х1}{T_н1}$ ) Q в степени п люс = ( 1 - $\frac{273}{1073}$ ) Q в степени п люс \approx 0,7456Q в степени п люс$

3.  Аналогичным образом находим:

$A_2=\eta_2Q в степени п люс = ( 1 - $\frac{T_х2}{T_н1}$ ) Q в степени п люс = ( 1 - $\frac{333}{1073}$ ) Q в степени п люс \approx 0,6897Q в степени п люс$

4.  Чтобы найти A3, надо вначале определить Q3+, которое по условию = |Q2−|. По формулам для КПД имеем: $Q в степени п люс _3=|Q в степени м инус _2|= ( 1 - \eta_2 ) Q в степени п люс \approx0,3103Q в степени п люс$
5.  Далее получаем:

$A_3=\eta_3Q_3 в степени п люс = ( 1 - $\frac{T_х1}{T_x2}$ ) ( 1 - \eta_2 ) Q в степени п люс = ( 1 - $\frac{273}{333}$ ) Q в степени п люс \approx0,1802 \cdot 0,3103Q в степени п люс \approx 0,056$ $A_3=\eta_3Q_3 в степени п люс = ( 1 - $\frac{T_х1}{T_x2}$ ) ( 1 - \eta_2 ) Q в степени п люс =$
$= ( 1 - $\frac{273}{333}$ ) Q в степени п люс \approx0,1802 \cdot 0,3103Q в степени п люс \approx 0,056$

6.  Таким образом, $A_2 + A_3\approx 0,7456Q в степени п люс$ и

$\frac{A_1}{( A_2 + A_3 )} \approx $\frac{0,7456}{0,7456}$ =1$

Ответ: 1.
Правильный ответ: 1
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102552 • Задание №2
При исследовании зависимости силы трения скольжения Fтр от силы нормального давления Fд были получены следующи...
Смотреть разбор ↗
ID 104560 • Задание №9
[рис.] Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления ...
Смотреть разбор ↗
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания | Баллы

I.  Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: (в данном случае: связь температурных шкал Цельсия и Кельвина, определение КПД идеального теплового двигателя и формула для КПД цикла Карно).
II.  Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов).
III.  Проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями).
IV.  Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/⁠вычислениях пропущены логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-⁠либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0

Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №24 по предмету Физика:
ID 108096 Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу ... ID 108097 Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и наполнен гелием. Какова масса ге... ID 108098 Теплоизолированный цилиндр разделен подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной част... ID 108099 [рис.] Воздушный шар, оболочка которого имеет массу M  =  145 кг и объем V  =  230 м3, наполняе... ID 108100 [рис.] В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под поршнем массой m  =  10 кг ...
← Предыдущее задание 📚 Все задания по предмету Следующее задание →