Một động cơ nhiệt Carnot làm việc với hai nguồn nhiệt có nhiệt độ 127°C và 27°C. Trong mỗi chu trình, nguồn lạnh nhận được từ tác nhân một nhiệt lượng 7,5 kcal. Thời gian thực hiện một chu trình là 2 giây. Biết rằng cứ mỗi kilôgam nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn thì cung cấp cho tác nhân một nhiệt lượng là 10 ^ 4 kcal. Tính lượng nhiên liệu tiêu thụ để chạy động cơ trong hai giờ.

Đáp án:

 \(3,6kg\)

Giải thích các bước giải:

Hiệu suất của động cơ nhiệt: 

\(H = \dfrac{{{T_1} - {T_2}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{\left( {127 + 273} \right) - \left( {27 + 273} \right)}}{{127 + 273}} = 0,25\)

Ta có: 

\(\begin{array}{l}
H = \dfrac{A}{{{Q_1}}} = \dfrac{{{Q_1} - {Q_2}}}{{{Q_1}}} = 1 - \dfrac{{{Q_2}}}{{{Q_1}}} = 0,25\\
 \Rightarrow {Q_1} = \dfrac{{{Q_2}}}{{0,75}} = \dfrac{{7,5}}{{0,75}} = 10kCal
\end{array}\)

Số chu trình trong 2h là:

\(n = \dfrac{{7200}}{2} = 3600\)

Tổng nhiệt lượng cần cung cấp là:

\({Q_0} = {Q_1}.n = 10.3600 = 36000kCal\)

Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ là:

\(m = \dfrac{{{Q_0}}}{q} = \dfrac{{36000}}{{{{10}^4}}} = 3,6kg\)