НПСФ 2025, 12. клас — Задача 2. История на физиката – топлинни явления

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА — НАЦИОНАЛНО ПРОЛЕТНО СЪСТЕЗАНИЕ ПО ФИЗИКА, Ловеч, 14 – 16.03.2025 г. — Тема 12.клас (Шеста възрастова група) · 14 март 2025 г. · 10 т.

Условие

Идеята на Уйлям Томсън (Лорд Келвин) за динамично отопление е предложена в 1852 г. Тя предполага не непосредствено нагряване, а използването на топлинна машина, работеща по обратен (хладилен) цикъл, която по съвременна терминология се нарича топлинна помпа. На фиг. 2 е показана схемата на действие на комбинирано устройство, чиято цел е поддържането на температура $T$ в отопляем обем, ако горивото (въглища) се използва за поддържане на температурата $T_1$ на нагревателя.

а) Обяснете качествено работата на комбинираното устройство на фиг. 2. (2,5 т.) [2,5 т.]

б) Какво количество топлина получава отопляемия обем, ако устройството работи с максимална теоретична ефективност? Разгледайте случая $T < T_1$. (4,5 т.) [4,5 т.]

в) Възможна е и друга конструкция на устройството, която е показана на фиг. 3.

Какво количество топлина Q получава нагрявания обем при същото количество топлина $\mathrm{Q}_1$, ако устройството работи с максимална ефективност? Сравнете получения резултат с този от пункт б). (3 т.) [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2025_12problems.pdf · официални решения: proletni_2025_12solutions.pdf