Решение на момент правки #20241 от , автор Valter. Это не текущая версия.

Условие

5.9.16. В океане находится лодка с куском льда массы кг при на борту. Определите максимальную работу, которую можно получить, используя процесс таяния льда. Температура воды .

Решение

Автор предыдущего решения допустил фундаментальную ошибку. Он перемножил КПД () и теплоту плавления льда (), предполагая, что — это теплота, полученная от нагревателя. Но лед в данном случае выполняет роль холодильника, а океан — нагревателя.

Тепловая машина забирает от океана теплоту , совершает полезную работу и сбрасывает остаток тепла льду, заставляя его таять.
Теплота, необходимая для таяния льда:

где кДжкг, кг, .
Температура океана (нагревателя) .

Для обратимого цикла Карно (при котором работа максимальна) выполняется равенство:

Отсюда теплота, которую машина забирает у океана:

Максимальная работа равна разности теплот:

Подставим числовые значения:
ДжкДж

Что касается нагрева образовавшейся воды: в условии сказано «используя процесс таяния льда», поэтому работа рассчитывается только для фазового перехода.

Ответ

кДж.