The solution at revision #15998 of , by emixter. This is not the current version.

Условие

5.9.17. Какую работу можно совершить, имея айсберг объема 1 км в качестве холодильника и океан в качестве нагревателя? Какое время понадобится Красноярской ГЭС, чтобы выработать такое же количество энергии? Мощность Красноярской ГЭС 6 ГВт.

Решение

В начале опишу допущения, которые буду использовать при решении. Во-первых, для получения максимальной работы будем считать нашу систему идеальной тепловой машиной Карно. Во-вторых, айсберг используется до полного таяния. В-третьих, будем считать, что айсберг таит в экваториальных водах, где средняя температура океана составляет К.

Количество теплоты, полученное айсбергом:

л

где - удельная теплота плавления льда, - плотность льда.

КПД теплового двигателя Карно:

ло

где лК температура льда, оК температура океана.

Максимальная работа:

олоо

В идеальном цикле Карно изменение энтропии нагревателя равно изменению энтропии холодильника:

оллолл

Тогда:

лолллл

Окончательно:

л

Подставив числовые значения величин, получим:

Дж

Из определения понятия мощности:

Подставив числовые значения величин, получим:

сут

В ответе задачника сут, что для оценки величины приемлемо.

Ответ

Дж

сут