Второй закон термодинамики — тренажёр
Тренировка по теме «Второй закон термодинамики»: задачи с меняющимися числами, мгновенная проверка, подсказка и подробный разбор к каждой. Ниже — шпаргалка по теме, разобранные примеры и ответы на частые вопросы.
Тренировка
0/81 Идеальная машина Карно работает между нагревателем 1000 К и холодильником 200 К. Найди максимальный КПД в процентах.
Выбери ответ и нажми «Проверить». Подсказка рядом — пользоваться не стыдно.
Разбор примеров из тренажёра
10 задач из пула этого тренажёра с полной логикой решения: условие, подсказка, как решать и ответ. В самом тренажёре числа в каждой задаче обновляются от раунда к раунду — принцип решения остаётся тем же.
Пример 1. Идеальная машина Карно работает между нагревателем 1000 К и холодильником 300 К. Найди максимальный КПД в процентах.
Подсказка. η = 100 · (1 − T₂/T₁).
Как решать. η = 100 · (1 − 300 : 1000) = 100 − 10·3 %.
Ответ: 70
Пример 2. Тепловой двигатель получил от нагревателя 800 Дж и отдал холодильнику 100 Дж. Какую работу он совершил за цикл, в джоулях?
Подсказка. Работа — разность полученной и отданной теплоты.
Как решать. A = Q₁ − Q₂ = 800 − 100 — вычти отданное тепло из полученного.
Ответ: 700
Пример 3. Тепловая машина получила от нагревателя 500 Дж и совершила полезную работу 60 Дж. Сколько джоулей она отдала холодильнику?
Подсказка. Полученное тепло делится на работу и отдачу.
Как решать. Q₂ = Q₁ − A = 500 − 60 — вычти работу из полученной теплоты.
Ответ: 440
Пример 4. Идеальная машина Карно работает между нагревателем 1000 К и холодильником 200 К. Найди максимальный КПД в процентах.
Подсказка. η = 100 · (1 − T₂/T₁).
Как решать. η = 100 · (1 − 200 : 1000) = 100 − 10·2 %.
Ответ: 80
Пример 5. Тепловой двигатель получил от нагревателя 800 Дж и отдал холодильнику 300 Дж. Какую работу он совершил за цикл, в джоулях?
Подсказка. Работа — разность полученной и отданной теплоты.
Как решать. A = Q₁ − Q₂ = 800 − 300 — вычти отданное тепло из полученного.
Ответ: 500
Пример 6. Тепловая машина получила от нагревателя 500 Дж и совершила полезную работу 30 Дж. Сколько джоулей она отдала холодильнику?
Подсказка. Полученное тепло делится на работу и отдачу.
Как решать. Q₂ = Q₁ − A = 500 − 30 — вычти работу из полученной теплоты.
Ответ: 470
Пример 7. Тепловой двигатель получил от нагревателя 800 Дж и отдал холодильнику 200 Дж. Какую работу он совершил за цикл, в джоулях?
Подсказка. Работа — разность полученной и отданной теплоты.
Как решать. A = Q₁ − Q₂ = 800 − 200 — вычти отданное тепло из полученного.
Ответ: 600
Пример 8. Идеальная машина Карно работает между нагревателем 1000 К и холодильником 400 К. Найди максимальный КПД в процентах.
Подсказка. η = 100 · (1 − T₂/T₁).
Как решать. η = 100 · (1 − 400 : 1000) = 100 − 10·4 %.
Ответ: 60
Пример 9. Тепловая машина получила от нагревателя 500 Дж и совершила полезную работу 80 Дж. Сколько джоулей она отдала холодильнику?
Подсказка. Полученное тепло делится на работу и отдачу.
Как решать. Q₂ = Q₁ − A = 500 − 80 — вычти работу из полученной теплоты.
Ответ: 420
Пример 10. Тепловая машина получила от нагревателя 500 Дж и совершила полезную работу 20 Дж. Сколько джоулей она отдала холодильнику?
Подсказка. Полученное тепло делится на работу и отдачу.
Как решать. Q₂ = Q₁ − A = 500 − 20 — вычти работу из полученной теплоты.
Ответ: 480
Вопросы для повторения темы
Контрольные вопросы по «Второй закон термодинамики» с верными ответами и пояснениями — проверь себя до запуска тренажёра.
Вопрос 1. Идеальная машина Карно работает между нагревателем 1000 К и холодильником 300 К. Найди максимальный КПД в процентах.
Ответ: 70
Пояснение. η = 1 − 300/1000 = 0,7, то есть 70%.
Вопрос 2. Как изменить температуры, чтобы максимальный КПД машины вырос?
Ответ: поднять температуру нагревателя
Пояснение. η = 1 − T₂/T₁ растёт, когда T₁ поднимается или T₂ опускается.
Вопрос 3. Теплота сама может перетечь от холодного тела к горячему.
Ответ: Неверно
Пояснение. Второй закон запрещает самопроизвольный перенос тепла от холодного к горячему; для перекачки нужна работа компрессора.
Вопрос 4. Что следует из второго закона термодинамики?
Ответ: вечный двигатель второго рода невозможен; перенос тепла от холодного к горячему требует работы; полное превращение теплоты в работу за цикл невозможно
Пояснение. Третий вариант неверен: работа трения в тепло превращается как раз легко — обратный процесс запрещён.
Вопрос 5. Сопоставь имя и формулировку.
Пояснение. Три автора формулировок второго закона и инженер, который посчитал идеальный цикл.
Вопрос 6. Двигатель получил от нагревателя 1000 Дж. Расставь величины по убыванию.
Ответ: 1000 Дж — получено от нагревателя → 600 Дж — отдано холодильнику → 400 Дж — полезная работа
Пояснение. Всё полученное тепло делится: 400 Дж ушло в работу, 600 Дж — в холодильник, сумма всегда 1000 Дж.
Вопрос 7. Дополни.
Ответ: работы → нарушается
Пояснение. Перенос тепла против градиента требует затрат работы, поэтому нарушения закона нет.
Настройте ритм перед экзаменом: задание дня по физике — новое каждый день.