Помогите, плз, с физикой...

[Tarik]

В общем, близится сессия, растут очереди в аптеку... А мне домашку по физике в четверг сдавать надо... В течение семестра учился не очень хорошо (тому есть веские причины, уж поверьте), теперь ничего не успеваю В общем, есть две задачки, которые я в упор не знаю как решать. Так что, если кому-то не в лом (и ещё не забыли физику ), помогите пожалуйста...
Вот задачи:

1. Пространство между двумя большими параллельными пластинами заполнено гелием. Расстояние между пластинами 50 мм. Одна пластина поддерживается при температуре 20 градусов, другая - при 40. Вычислить плотность потока тепла между пластинами.

2. Нагретое тело с начальной температурой T используется в качестве нагревателя в обратимой машине Карно. Теплоёмкость тела не зависит от температуры и равна c. Холодильником служит неограниченная среда, температура которой постоянна и равна T0. Найти максмальную работу, которую можно получить за счёт охлаждения тела.

Если кто-то возьмётся, опишите плз ход рассуждений, а то хочется не просто тупо списать и сдать, а понять...

З.Ы. Усиленно RTFMлю теорию, но до этих тем пока не дошёл и до четверга дойти не успею, поэтому и обращаюсь...

[Павлуша]

И в каком вузе ты учишься?????

[Tarik]

РГУ Нефти и газа. А что, слишком просто? Всегда фигово с физикой было... Так же, как и с химией

[Павлуша]

С химией я и сам ноль, но чего то для меня это сложно.
Я ведь еще в школе...

[Faust]

1. Предположим, что температура гелия у поверхности пластин равна их температуре (пренебрежем скачком температур). Пренебрежем также краевыми эффектами (тем, что идет отдача тепла в окружающее пространство на краях пластин. На это нам дает право то, что пластины по условию ба-а-альшие). Тогда мы можем считать, что градиент температуры, а следовательно и тепловой поток (т.к. при данных в условии температурах можно пренебречь зависимостью коэффициента теплопроводности от температуры) между пластинами постоянен и равен
q=-<каппа>*dT/dx=<каппа>*(T1-T2)/h, где <каппа> - коэффициент теплопроводности, T1 и T2 - температуры пластин, h - расстояние между ними.
Коэф. теплопроводности гелия, взятый из таблиц, равен 0.1415 Вт/(м*К)
Численно, q=56.6 Вт/(м*м)
2. КПД машины, работающей по циклу Карно, равен
n=(T-T0)/T, где T - температура нагревателя, T0 - температура холодильника.
С другой стороны,
n=A/Q, где Q - тепло, отобранное у нагревателя, A - работа.
Откуда:
A=Q*(T-T0)/T
Перейдя к пределу, получим:
dA=dQ*(T-T0)/T (Вообще-то, вместо "d" при Q и A следует писать <виртуальный дифференциал>, вспомни, как записывается первое начало термодинамики и поймешь, как этот значок выглядит)
Согласно определению теплоемкости,
dQ=-c*dT (знак "минус" используется потому, что dQ означает тепло отданное телом)
Откуда:
dA=-c*(T-T0)/T*dT=-c*(1-T0/T)*dT
Проинтегрировав левую часть от 0 до Amax и правую от T до T0, получим:
Amax=-c*[(T0-T)-T0*(Ln T0 - Ln T)]=c*[(T-T0)+T0*Ln(T0/T)]

[Tarik]

Faust, огромное спасибо! Оказалось, что сегодня - не последний день сдачи дз, так что ты очень помог! С меня пыво