Номер 311, страница 48 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Работа газа и пара при расширении. Тепловые двигатели - номер 311, страница 48.

Условие.

311. Отличается ли температура пара, выходящего из паровой машины, от температуры пара, поступающего в неё?

Решение.

Решение

Да, температура пара, выходящего из паровой машины, отличается от температуры пара, поступающего в неё. Паровая машина является тепловым двигателем, который преобразует внутреннюю энергию пара в механическую работу.

Горячий пар под высоким давлением поступает в цилиндр машины, где он расширяется. При расширении пар совершает работу, толкая поршень. Согласно первому закону термодинамики, работа $A'$, совершаемая системой (паром), приводит к изменению её внутренней энергии $\Delta U$ и происходит за счет подводимого тепла $\text{Q}$: $\Delta U = Q - A'$.

Работа совершается в основном за счёт уменьшения внутренней энергии пара. Внутренняя энергия газа (в данном случае пара) напрямую связана с его температурой. Когда пар совершает работу, его внутренняя энергия уменьшается, что, в свою очередь, приводит к понижению его температуры.

Таким образом, пар, отдавший часть своей энергии на совершение механической работы, на выходе из машины будет иметь более низкую температуру и давление, чем на входе.

Ответ: Да, отличается. Температура пара, выходящего из паровой машины, ниже, чем температура пара, поступающего в неё, так как часть внутренней энергии пара преобразуется в механическую работу.