Тепловая машина работает по циклу карно рабочим веществом машины является идеальный одноатомный газ
Обновлено: 04.07.2024
18. С массой m = 80 г идеального газа, молярная масса которого М = 28 г/моль,
совершается циклический процесс, изображенный на рисунке. Какую работу А
совершает такой двигатель за один цикл? Найти КПД цикла. Универсальную газовую
постоянную принять R = 8,3 Дж/(моль·К), T1 = 300 К, Т2 = 1000 К. При нагревании на
участке 4 – 1 давление газа увеличивается в 2 раза.
19. Идеальная тепловая машина имеет температуру нагревателя T1 = 400 К, а температуру
холодильника T2 = 300 К. Какую мощность N развивает эта машина, если расход топлива составляет
m = 10−3 кг/с, а его удельная теплота сгорания q = 4·107 Дж/кг?
20. Какую максимальную работу может произвести тепловая машина, если в качестве нагревателя
используется кусок железа массы m = 100 кг с начальной температурой T10 = 1500 К, а в качестве
холодильника – вода океана с температурой T2 = 285 К?
max ln 1 , 7
21. У тепловой машины, работающей по циклу Карно, температура нагревателя в n = 1,6 раз больше
температуры холодильника. За один цикл машина производит работу А = 12 кДж. Какая работа
затрачивается на изотермическое сжатие рабочего вещества?
[ ] 34 A = 20 кДж
22. С одним молем идеального одноатомного газа проводят цикл, показанный на
рисунке. На участке 1–2 объем газа увеличивается в т = 2 раза. Процесс 2–3 –
адиабатическое расширение, процесс 3–1 – изотермическое сжатие при температуре
Т0 = 300 К. Найти работу А, совершаемую газом на участке 2–3 и КПД цикла.
23. Тепловая машина с максимально возможным КПД имеет в качестве нагревателя резервуар с
кипящей водой при температуре T1 = 100ºС, а в качестве холодильника – сосуд со льдом при T2 = 0°С.
Какая масса льда растает при совершении машиной работы, равной А = 106 Дж ? Удельная теплота
плавления льда λ = 0,33 МДж/кг.
24. Идеальный газ совершает цикл, состоящий из чередующихся изотерм и адиабат
(см. рис.). Температуры, при которых происходят изотермические процессы, равны T1,
Т2 и Т3. Найти КПД такого цикла, если при каждом изотермическом расширении объем
газа увеличивается в одно и то же число раз.
25. У тепловой машины, работающей по циклу Карно, температура нагревателя в n = 1,6 раз больше
температуры холодильника. За один цикл машина производит работу А = 12 кДж. Какая работа
затрачивается на изотермическое сжатие рабочего вещества?
26. Идеальный газ с показателем адиабаты γ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух
изобар. Найти КПД такого цикла, если температура Т газа возрастает в n раз как при изохорическом
нагреве, так и при изобарическом расширении.
27. Идеальная тепловая машина, работающая по обратному циклу, получает тепло от холодильника
с водой при температуре t1 = 0°С и передает тепло кипятильнику с водой при t1 = 100°С. Сколько воды
надо заморозить, чтобы испарить m = 1 кг воды?
28. Во сколько раз КПД цикла 1–2–4–1 больше КПД цикла 2–3–5–2 (см. рис.)?
Рабочее тело – идеальный одноатомный газ.
29. После переделки тепловой машины периодического действия ее мощность увеличилась на
α = 10%. Причем энергия, получаемая от нагревателя не изменилась, а отдаваемая холодильнику
уменьшилась на β = 15%. На сколько изменился КПД машины?
30. Идеальный газ с показателем адиабаты γ совершает прямой цикл, состоящий из адиабаты,
изобары и изохоры. Найти КПД цикла, если при адиабатическом процессе объем идеального газа:
а) увеличивается в n раз;
б) уменьшается в n раз.
Разместили прошлогодние варианты с решениями экзамена 2020 года по русскому языку, немецкому языку, физике, биологии, химии и географии
04.05.2017
Открываем математику в режиме тестирования
02.05.2017
Открываем физику в режиме тестирования
29.04.2017
Открываем биологию в режиме тестирования
24.05.2017
Открываем мировую историю в режиме тестирования
19.04.2017
Открываем немецкий язык в режиме тестирования
16.04.2017
Открываем английский язык в режиме тестирования
10.04.2017
Открываем испанский язык в режиме тестирования
05.04.2017
Открываем русский язык в режиме тестирования
01.02.2017
Здесь будет город-сад!
Задание 25 № 1442
В тепловом двигателе рабочим телом является одноатомный идеальный газ, количество вещества которого постоянно. Газ совершил цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. При этом максимальное давление газа было в четыре раза больше минимального, а максимальный объём газа в n = 2,5 раза больше минимального. Коэффициент полезного действия цикла равен . %.
Состояние идеального газа описывается уравнением Менделеева — Клапейрона Для изобарного процесс справедливо а для изохорного — Тогда для изменения внутренней энергии идеального газа в этих процесса можно записать:
Для наглядности изобразим цикл на pV-диаграмме. По условию Запишем первое начало термодинамики для процессов в цикле:
Газ получал тепло на участках 1–2 и 2–3: Работа за цикл численно равна площади прямоугольника: Таким образом, КПД цикла равен
Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изобар и двух изохор (см. рис.). Рабочим веществом является идеальный одноатомный газ. Точки 2 и 4 лежат на одной изотерме, а температура в точке 2 в 1,5 раза больше, чем в точке 1. Найдите КПД этого цикла. Ответ выразите в процентах с точностью 1%. [ФТ-Ф-5]
[b]Делитесь своими идеями![/b]
Решение
См. решение в прикрепленной фотографии
Тепловая машина работает по циклу Карно, состоящему из двух изотерм 1 − 2 и 3 − 4 и двух адиабат 2 − 3 и 4 − 1. Работа сжатия в изотермическом процессе 3 − 4 равна A34 (A34 > 0), а работа сжатия в адиабатическом процессе 4 − 1 равна A41 (A41 > 0). Какую работу совершает машина за весь цикл 1 − 2 − 3 − 4 − 1? Рабочее вещество − ν молей идеального одноатомного газа. Изотермическое сжатие происходило при температуре T.
Этот ответ я тоже нашел у Яковлева И. В. , а также в билетах по физике (МФТИ) за 2006 год. Но решений нет, у меня такой отве никак не получается, числитель так, а знаменатель другой.
Обозначения общепринятые.
Из Первого Начала:
Q2=А34
^U=А41
Для Карно: А/Q2=^T/T2.
И получаем ответ.
Вы не согласны с моим решением?
В чём?
Не надо меня никуда отсылать.
Если не хотите указать на мои ошибки, значит разговор не по существу.
Всё просто. Теорема Карно (в первой части) — не КПД, а пропорциональность Q и Т.
Да не трогайте КПД.
Ещё раз повторяю:
" В том случае, когда в цикле Карно используют идеальный газ, Q1/Q2=T1/T2,поэтому " Для Карно: А/Q2=^T/T2.
Вот в чём суть решения.
Тогда у меня просьба показать решение следующей задачи
Тепловая машина работает по циклу Карно, состоящему из двух изотерм 1 − 2 и 3 − 4 и двух адиабат 2 − 3 и 4 − 1. Работа сжатия в изотермическом процессе 3 − 4 равна A34 (А34 > 0), а работа сжатия в адиабатическом процессе 4 − 1 равна A41 (А41 > 0). Найдите работу, совершённую машиной в процессе изотермического расширения 1 − 2, если температура в нём равна Т. Рабочее вещество − ν молей идеального одноатомного газа.
Исходное соотношение:
Q1/Т1 = Q2/(Т1-^Т)
Ну и всё.
Через КПД то же самое.
Спасибо Тезке Борису за вопрос и Владимиру Александровичу за замечание про внимательность. Сколько раз говорил ученикам: внимательно читайте условие задачи и сам на этом погорел.
Задайте свой вопрос по физике
профессионалам
Другие вопросы на эту тему:
Теоретический вопрос
Вопрос такой: почему в формуле работы идеального одноатомного газа (A=p*(v2-v1)) не учитывается коэффициент 3/2 из формулы внутренней энергии (Q=3/2pv)? Означает ли это, что "КПД" идеального одноатомного газа при изобарном расширении всегда равно 40%? Или невозможно точно определить соотношение работы над газом, работы газа и изменения внутренней энергии?
Тепловая машина
Тепловая машина работает по циклу, состоящему из изобары 1–2, изохоры 2–3 и адиабаты 3–1 . Найти КПД этого цикла, если объём на изобаре изменяется в 8 раз. Рабочее вещество — идеальный газ. Указание. В адиабатическом процессе температура T и объём V связаны уравнением T^3 V ^2 = const.
Никак не сходится с ответом, помогите.
Термодинамика
Помогите пожалуйста решить задачу с подробным объяснением. Очень важно понять.
Идеальный газ с показателем адиабаты j совершает прямой цикл состоящий из адиабаты, изобары и изохоры. Найти КПД цикла, если при адиабатическом процессе объем идеального газа увеличивается/уменьшается в n раз.
Помогите пожалуйста дорешать задачу
В цикле Карно температура теплоотдатчика 500К, температура теплоприемника 250К. Опеределить термический КПД цикла, а также работу, рабочего вещества( при изотермическом расширении)
если КПД=T1-T2/T1*100%=50%
Тогда подсккажите как найти работу, по какой формуле?
Что им ответить?
Вопрос,конечно,не очень серьёзный ).Но для разрядки,для настроя на рабочее настроение перед 1 сентября,думаю подойдёт.Так что уж не судите строго.
Часто приходится слышать от более старших по должности,что "дырка"-это не научное слово.(Например,просверлил дырку).Но в физике,электронике,например,есть такое понятие-"дырка",электронно-дырочный переход.
Так что отвечать таким "умникам"?
Физика
Когда-то в школе нам рассказывали, что любое ускорение есть результат действия нескомпенсированной силы (это утверждение, по-моему, законом Ньютона называется). Т.е., к примеру, если машина набирает скорость (ускоряется), то сила тяги больше всех других сил, действующих в противоположном направлении (например, силы трения). Но ведь есть и другой физический закон: Сила действия равна силе противодействия! Получается, что сила трения должна быть в точности равна силе тяге. Противоречие получается! Объясните, пожалуйста.
Читайте также: