За 1 цикл теплового двигателя рабочее тело получило от нагревателя 800 Дж и отдало холодильнику 600...

Для анализа работы теплового двигателя можно воспользоваться первым законом термодинамики, который также известен как закон сохранения энергии. Согласно этому закону, изменение внутренней энергии системы (ΔU) равно количеству тепла (Q), полученному системой, минус работа (W), совершенная системой:

[ \Delta U = Q - W ]

В случае теплового двигателя, который работает в циклическом режиме, изменение внутренней энергии за один цикл равно нулю ((\Delta U = 0)), потому что система возвращается в исходное состояние. Тогда уравнение становится:

[ 0 = Q{\text{полученное}} - Q{\text{отданное}} - W ]

где:

• (Q_{\text{полученное}}) — количество теплоты, полученное от нагревателя,
• (Q_{\text{отданное}}) — количество теплоты, отданное холодильнику,
• (W) — работа, совершенная двигателем за один цикл.

Из этого уравнения можно выразить работу:

[ W = Q{\text{полученное}} - Q{\text{отданное}} ]

Теперь подставим значения, данные в задаче:

• (Q_{\text{полученное}} = 800 \, \text{Дж})
• (Q_{\text{отданное}} = 600 \, \text{Дж})

Таким образом:

[ W = 800 \, \text{Дж} - 600 \, \text{Дж} ] [ W = 200 \, \text{Дж} ]

Итак, работа, совершенная тепловым двигателем за один цикл, составляет 200 Дж.

Этот результат также можно интерпретировать в контексте эффективности теплового двигателя. Эффективность (η) теплового двигателя определяется как отношение работы, совершенной двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:

[ \eta = \frac{W}{Q_{\text{полученное}}} ]

Подставляем значения:

[ \eta = \frac{200 \, \text{Дж}}{800 \, \text{Дж}} = 0.25 ]

или 25%. Это означает, что 25% энергии, полученной от нагревателя, преобразуется в работу, а остальные 75% отдаются холодильнику в виде тепла.

Для того чтобы найти работу, совершенную тепловым двигателем за один цикл, необходимо воспользоваться первым законом термодинамики, который утверждает, что работа, совершаемая тепловым двигателем, равна разности количества теплоты, полученного от нагревателя, и отданного холодильнику.

Таким образом, работа W, совершенная тепловым двигателем, равна разности между количеством теплоты, полученным от нагревателя Q1, и отданным холодильнику Q2:

W = Q1 - Q2

W = 800 Дж - 600 Дж = 200 Дж

Таким образом, тепловой двигатель совершил работу в размере 200 Дж за один цикл.