От чего зависит эксергия теплоты? Решение

Вот решение задачи и ответы на вопросы, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику. ***

От чего зависит эксергия теплоты?

Выберите один ответ: 1. От температур окружающей среды и системы, от количества теплоты и от затрачиваемой работы на перекачивание теплоносителя 2. От температур окружающей среды и системы, а также от количества теплоты 3. От количества теплоты и температуры окружающей среды 4. От температуры системы и от количества теплоты 5. От температур окружающей среды и системы ***

Решение:

Для того чтобы понять, от чего зависит эксергия теплоты, необходимо вспомнить определение эксергии и ее формулу для теплоты. Эксергия теплоты (\(E_Q\)) — это максимальная полезная работа, которую можно получить при передаче определенного количества теплоты \(Q\) от источника с температурой \(T\) к окружающей среде с температурой \(T_0\). Формула для эксергии теплоты, переданной при постоянной температуре \(T\), выглядит следующим образом: \[E_Q = Q \left(1 - \frac{T_0}{T}\right)\] Где: * \(Q\) — количество переданной теплоты. * \(T\) — абсолютная температура источника теплоты (температура системы), в Кельвинах. * \(T_0\) — абсолютная температура окружающей среды (температура "мертвого состояния"), в Кельвинах. Из этой формулы видно, что эксергия теплоты зависит от трех основных факторов: 1. Количества теплоты (\(Q\)): Чем больше количество теплоты, тем больше ее эксергия. 2. Температуры источника теплоты (\(T\)): Чем выше температура источника теплоты относительно температуры окружающей среды, тем больше эксергия. Если \(T = T_0\), то эксергия теплоты равна нулю. 3. Температуры окружающей среды (\(T_0\)): Чем ниже температура окружающей среды, тем больше эксергия теплоты. Теперь рассмотрим предложенные варианты: * 1. От температур окружающей среды и системы, от количества теплоты и от затрачиваемой работы на перекачивание теплоносителя: Затрачиваемая работа на перекачивание теплоносителя относится к механической работе и не является прямым фактором, определяющим эксергию самой теплоты. Это скорее фактор, влияющий на общую эксергию потока или системы, но не на эксергию *теплоты*. * 2. От температур окружающей среды и системы, а также от количества теплоты: Этот вариант точно соответствует формуле эксергии теплоты, включая все три ключевых параметра: \(T_0\), \(T\) и \(Q\). * 3. От количества теплоты и температуры окружающей среды: Этот вариант неполный, так как не учитывает температуру самой системы (\(T\)). * 4. От температуры системы и от количества теплоты: Этот вариант также неполный, так как не учитывает температуру окружающей среды (\(T_0\)). * 5. От температур окружающей среды и системы: Этот вариант неполный, так как не учитывает количество теплоты (\(Q\)). Таким образом, наиболее полным и точным ответом является тот, который включает все три параметра, определяющие эксергию теплоты. ***

Ответ:

Правильный ответ: 2. От температур окружающей среды и системы, а также от количества теплоты.