Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Во сколько раз увеличивается кпд идеального теплового двигателя

Про устройство и эксплуатацию автомобиля

Коэффициент полезного действия тепловой машины. Тепловой двигатель. Коэффициент полезного действия теплового двигателя

Работа, совершаемая двигателем, равна:

Впервые этот процесс был рассмотрен французским инженером и ученым Н. Л. С. Карно в 1824 г. в книге «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».

Целью исследований Карно было выяснение причин несовершенства тепловых машин того времени (они имели КПД ≤ 5 %) и поиски путей их усовершенствования.

Цикл Карно — самый эффективный из всех возможных. Его КПД максимален.

На рисунке изображены термодинамические процес-сы цикла. В процессе изотермического расширения (1-2) при температуре T 1 , работа совершается за счет измене-ния внутренней энергии нагревателя, т. е. за счет подве-дения к газу количества теплоты Q :

A 12 = Q 1 ,

Охлаждение газа перед сжатием (3-4) происходит при адиабатном расширении (2-3). Изменение внутренней энергии ΔU 23 при адиабатном процессе (Q = 0 ) полностью преобразуется в механическую работу:

A 23 = -ΔU 23 ,

Температура газа в результате адиабатического рас-ширения (2-3) понижается до температуры холодильни-ка T 2

  • Общие коэффициенты естественного движения населения

Под словом «работа» понимается прежде всего деятельность, которая дает человеку средства к существованию. Иными словами, за нее он получает материальное вознаграждение. Тем не менее, люди готовы в свое свободное время или безвозмездно, или за чисто символическую плату участвовать также в общественно-полезной работе, направленной на помощь нуждающимся, благоустройство дворов и улиц, озеленение и т.д. Число таких добровольцев наверняка было бы еще большим, но они зачастую не знают, где могут понадобиться их услуги.

Совет 7: Что такое коэффициент увлажнения и как его рассчитать

Коэффициент увлажнения — показатель, применяемый для определения параметров климата. Рассчитать его можно, имея информацию о выпадении осадков в регионе в течение достаточно длительного периода.

Коэффициент увлажнения

Таким образом, коэффициент увлажнения показывает, насколько велико количество осадков, выпадающих в течение этого периода в рассматриваемом регионе. Это, в свою очередь, является одним из основных факторов, определяющих преобладающий тип растительности в этой местности.

Расчет коэффициента увлажнения

Указанное количество осадков, которое также выражается в миллиметрах, зависит от , температуры в данном регионе в конкретный период времени и других факторов. Поэтому несмотря на кажущуюся простоту приведенной формулы, расчет коэффициента увлажнения требует проведения большого количества предварительных измерений при помощи точных приборов и может быть осуществлен только силами достаточно крупного коллектива метеорологов.

В свою очередь, значение коэффициента увлажнения на конкретной территории, учитывающее все эти показатели, как правило, позволяет с высокой степенью достоверности определить, какой тип растительности является преобладающим в этом регионе. Так, если коэффициент увлажнения превышает 1, это говорит о высоком уровне влажности на данной территории, что влечет за собой преобладание таких типов растительности как тайга, тундра или лесотундра.

Достаточный уровень влажности соответствует коэффициенту увлажнения, равному 1, и, как правило, характеризуется преобладанием смешанных или . Коэффициент увлажнения в пределах от 0,6 до 1 характерен для лесостепных массивов, от 0,3 до 0,6 — для степей, от 0,1 до 0,3 — для полупустынных территорий, а от 0 до 0,1 — для пустынь.

  • Увлажнение, коэффициенты увлажнения

Главное значение полученной Карно формулы (5.12.2) для КПД идеальной машины состоит в том, что она определяет максимально возможный КПД любой тепловой машины.

Карно доказал, основываясь на втором законе термодинамики*, следующую теорему: любая реальная тепловая машина, работающая с нагревателем температуры Т 1 и холодильником температуры Т 2 , не может иметь коэффициент полезного действия, превышающий КПД идеальной тепловой машины.

* Карно фактически установил второй закон термодинамики до Клаузиуса и Кельвина, когда еще первый закон термодинамики не был сформулирован строго.

Рассмотрим вначале тепловую машину, работающую по обратимому циклу с реальным газом. Цикл может быть любым, важно лишь, чтобы температуры нагревателя и холодильника были Т 1 и Т 2 .

Допустим, что КПД другой тепловой машины (не работающей по циклу Карно) η’ > η. Машины работают с общим нагревателем и общим холодильником. Пусть машина Карно работает по обратному циклу (как холодильная машина), а другая машина — по прямому циклу (рис. 5.18). Тепловая машина совершает работу, равную согласно формулам (5.12.3) и (5.12.5):

Холодильную машину всегда можно сконструировать так, чтобы она брала от холодильника количество теплоты Q 2 = ||

Тогда согласно формуле (5.12.7) над ней будет совершаться работа

(5.12.12)

Так как по условию η» > η, то А» > А. Поэтому тепловая машина может привести в действие холодильную машину, да еще останется избыток работы. Эта избыточная работа совершается за счет теплоты, взятой от одного источника. Ведь холодильнику при действии сразу двух машин теплота не передается. Но это противоречит второму закону термодинамики.

Если допустить, что η > η«, то можно другую машину заставить работать по обратному циклу, а машину Карно — по прямому. Мы опять придем к противоречию со вторым законом термодинамики. Следовательно, две машины, работающие по обратимым циклам, имеют одинаковые КПД: η» = η.

Иное дело, если вторая машина работает по необратимому циклу. Если допустить η» > η, то мы опять придем к противоречию со вторым законом термодинамики. Однако допущение т|»

Цикл Карно

Содержание

  • 1 Описание цикла Карно
  • 2 Обратный цикл Карно
  • 3 КПД тепловой машины Карно
  • 4 Первая и вторая теоремы Карно
  • 5 Связь между обратимостью цикла и КПД
  • 6 См. также
  • 7 Комментарии
  • 8 Примечания
  • 9 Литература
  • Эдвардса
  • Аткинсона
  • Брайтона/Джоуля
  • Гирна
  • Дизеля
  • Калины
  • Карно
  • Ленуара
  • Миллера
  • Отто
  • Ренкина
  • Стирлинга
  • Тринклера
  • Хамфри
  • Эрикссона

В термодинамике цикл Карно́ или процесс Карно́ — это идеальный [1] круговой процесс, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов [2] . В процессе Карно термодинамическая система выполняет механическую работу за счёт обмена теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные, но различающиеся температуры. Резервуар с более высокой температурой называется нагревателем, а с более низкой температурой — холодильником [3] .

Цикл Карно назван в честь французского учёного и инженера Сади Карно, который впервые его описал в своём сочинении «О движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» в 1824 году [4] [5] .

Поскольку идеальные процессы могут осуществляться лишь с бесконечно малой скоростью, мощность тепловой машины в цикле Карно равна нулю. Мощность реальных тепловых машин не может быть равна нулю, поэтому реальные процессы могут приближаться к идеальному процессу Карно только с большей или меньшей степенью точности.

Читать еще:  Давление в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания

Коэффициент полезного действия (КПД) любой тепловой машины не может превосходить КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно с теми же самыми температурами нагревателя и холодильника [6] . По этой причине, позволяя оценить верхний предел КПД тепловой машины, цикл Карно важен для теории тепловых машин. В то же время КПД цикла Карно настолько чувствителен к отклонениям от идеальности (потерям на трение), что данный цикл никогда не применяли в реальных тепловых машинах [K 1] [8] .

Описание цикла Карно [ править | править код ]

Пусть тепловая машина состоит из нагревателя с температурой T H > , холодильника с температурой T X > и рабочего тела.

Цикл Карно состоит из четырёх обратимых стадий, две из которых осуществляются при постоянной температуре (изотермически), а две — при постоянной энтропии (адиабатически). Поэтому цикл Карно удобно представить в координатах T (температура) и S (энтропия).

1. Изотермическое расширение (на рис. 1 — процесс A→B). В начале процесса рабочее тело имеет температуру T H > , то есть температуру нагревателя. При расширении рабочего тела его температура не падает за счет передачи от нагревателя количества теплоты Q H > , то есть расширение происходит изотермически (при постоянной температуре) . При этом объём рабочего тела увеличивается, оно совершает механическую работу, а его энтропия возрастает.

2. Адиабатическое расширение (на рис. 1 — процесс B→C). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом температура тела уменьшается до температуры холодильника T X > , тело совершает механическую работу, а энтропия остаётся постоянной.

3. Изотермическое сжатие (на рис. 1 — процесс C→D). Рабочее тело, имеющее температуру T X > , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься под действием внешней силы, отдавая холодильнику количество теплоты Q X > . Над телом совершается работа, его энтропия уменьшается.

4. Адиабатическое сжатие (на рис. 1 — процесс D→A). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается под действием внешней силы без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя, над телом совершается работа, его энтропия остаётся постоянной.

Обратный цикл Карно [ править | править код ]

В термодинамике холодильных установок и тепловых насосов рассматривают обратный цикл Карно, состоящий из следующих стадий [9] [10] : адиабатического сжатия за счёт совершения работы (на рис. 1 — процесс C→B); изотермического сжатия с передачей теплоты более нагретому тепловому резервуару (на рис. 1 — процесс B→A); адиабатического расширения (на рис. 1 — процесс A→D); изотермического расширения с отводом теплоты от более холодного теплового резервуара (на рис. 1 — процесс D→C).

КПД тепловой машины Карно [ править | править код ]

Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно

Q H = ∫ T d S = T H ( S 2 − S 1 ) = T H Δ S . =int TdS=T_(S_<2>-S_<1>)=T_Delta S.>

Аналогично, при изотермическом сжатии рабочее тело отдаёт холодильнику

Q X = T X ( S 2 − S 1 ) = T X Δ S . =T_(S_<2>-S_<1>)=T_Delta S.>

Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

η = Q H − Q X Q H = T H − T X T H . -Q_>>>=-T_>>>.>

Первая и вторая теоремы Карно [ править | править код ]

Из последнего выражения следует, что КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, зависит только от температур нагревателя и холодильника, но не зависит ни от устройства машины, ни от вида или свойств её рабочего тела. Этот результат составляет содержание первой теоремы Карно [11] . Кроме того, из него следует, что КПД может составлять 100 % только в том случае, если температура холодильника равна абсолютному нулю. Это невозможно, но не из-за недостижимости абсолютного нуля (этот вопрос решается только третьим началом термодинамики, учитывать которое здесь нет необходимости), а из-за того, что такой цикл или нельзя замкнуть, или он вырождается в совокупность двух совпадающих адиабат и изотерм.

Поэтому максимальный КПД любой тепловой машины не может превосходить КПД тепловой машины Карно, работающей при тех же температурах нагревателя и холодильника. Это утверждение называется второй теоремой Карно [12] [13] . Оно даёт верхний предел КПД любой тепловой машины и позволяет оценить отклонение реального КПД от максимального, то есть потери энергии вследствие неидеальности тепловых процессов.

Связь между обратимостью цикла и КПД [ править | править код ]

Для того чтобы цикл был обратимым, в нём должна быть исключена передача теплоты при наличии разности температур, иначе нарушается условие адиабатичности процесса. Поэтому передача теплоты должна осуществляться либо в изотермическом процессе (как в цикле Карно), либо в эквидистантном процессе (обобщённый цикл Карно или, для примера, его частный случай Цикл Брайтона). Для того чтобы менять температуру рабочего тела от температуры нагревателя до температуры холодильника и обратно, необходимо использовать либо адиабатические процессы (они идут без теплообмена и, значит, не влияют на энтропию), либо циклы с регенерацией тепла при которых нет передачи тепла при разности температур. Мы приходим к выводу, что любой обратимый цикл может быть сведён к циклу Карно.

Примером обратимого цикла, не являющегося циклом Карно, но интегрально совпадающим с ним, является идеальный цикл Стирлинга: в двигателе Стирлинга добавлен регенератор, обеспечивающий полное приближение цикла к циклу Карно с достижением обратимости и тех же величин КПД [14] . Возможны и другие идеальные циклы, в которых коэффициент полезного действия определяется по той же формуле, что и для циклов Карно и Стирлинга, например цикл Эрикссона (англ.) русск. , состоящий из двух изобар и двух изотерм [14] .

Если же в цикле возникает передача теплоты при наличии разности температур, а таковыми являются все технические реализации термодинамических циклов, то цикл утрачивает свойство обратимости. Иначе говоря, посредством отведённой в цикле механической работы становится невозможным получить исходную теплоту. КПД такого цикла будет всегда меньше, чем КПД цикла Карно.

Второй закон термодинамики. Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя

Второе начало термодинамики – физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая, что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю (невозможно построить замкнутый цикл, проходящий через точку с нулевой температурой).

Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Читать еще:  Характеристики двигателей постоянного тока с постоянными магнитами

Существуют несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики:

  • Постулат Клаузиуса:«Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему» (такой процесс называется процессом Клаузиуса).
  • ПостулатТомсона (Кельвина):«Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (такой процесс называется процессом Томсона).

Эквивалентность этих формулировок легко показать. В самом деле, допустим, что постулат Клаузиуса неверен, то есть существует процесс, единственным результатом которого была бы передача тепла от более холодного тела к более горячему. Тогда возьмем два тела с различной температурой (нагреватель и холодильник) и проведем несколько циклов тепловой машины, забрав тепло (Q_1) у нагревателя, отдав (Q_2) холодильнику и совершив при этом работу (A=Q_1-Q_2) . После этого воспользуемся процессом Клаузиуса и вернем тепло (Q_2) от холодильника нагревателю. В результате получается, что мы совершили работу только за счет отъема теплоты от нагревателя, то есть постулат Томсона тоже неверен.

С другой стороны, предположим, что неверен постулат Томсона. Тогда можно отнять часть тепла у более холодного тела и превратить в механическую работу. Эту работу можно превратить в тепло, например, с помощью трения, нагрев более горячее тело. Значит, из неверности постулата Томсона следует неверность постулата Клаузиуса.

Таким образом, постулаты Клаузиуса и Томсона эквивалентны.

Другая формулировка второго начала термодинамики основывается на понятии энтропии:

  • «Энтропия изолированной системы не может уменьшаться» (закон неубывания энтропии).

Такая формулировка основывается на представлении об энтропии как о функции состояния системы, что также должно быть постулировано.

Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) – характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно (eta) («эта»). (eta= frac>>) . КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

(eta = frac AQ cdot 100%) , где А – полезная работа, а (Q) – затраченная энергия. В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше единицы или равен ей, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии.

КПД теплово́го дви́гателя – отношение совершенной полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле:

где (Q_1) – количество теплоты, полученное от нагревателя, (Q_2) – количество теплоты, отданное холодильнику.

Наибольшим КПД среди циклических машин, оперирующих при заданных температурах горячего источника (T_1) и холодного (T_2) , обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно; этот предельный КПД равен

Тепловая машина за один цикл работы отдала холодильнику (400) Дж теплоты и произвела (600) Дж работы. КПД тепловой машины равен

В идеальной тепловой машине температура холодильника вдвое меньше температуры нагревателя. Если, не меняя температуры нагревателя, температуру холодильника понизить вдвое, то КПД машины увеличится в

Температура нагревателя – (227^ C) . Если за счет (1) кДж теплоты, полученной от нагревателя, двигатель совершает (350) Дж механической работы, то КПД идеального двигателя и температура холодильника равны

КПД теплового двигателя равен (20%) . Во сколько раз количество теплоты, полученное двигателем от нагревателя, больше совершенной им полезной работы?

Идеальная тепловая машина отдает холодильнику (50%) количества теплоты, получаемого от нагревателя. Температура нагревателя – (350) К. Определите температуру холодильника.

Определите разность температур нагревателя и холодильника идеальной тепловой машины, если температура нагревателя равна (400 K) , а максимальное значение КПД равно (20%) .

КПД идеальной тепловой машины равен (0,3) . Определите температуру холодильника, если температура нагревателя – (400 K) .

Если абсолютную температуру нагревателя и холодильника увеличить в (2) раза, то КПД идеальной тепловой машины

Чему равен КПД теплового двигателя, если температура нагревателя в (4) раза больше температуры холодильника?

Найдите КПД двигателя, если расход бензина составляет (200) г в час на (1) кВт.

(Удельная теплота сгорания бензина – (44) МДж/кг)

Во сколько раз увеличивается кпд идеального теплового двигателя

19 . МКТ. Применение I закона. КПД.

1. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при адиабатном расширении? За счет какого процесса происходит это изменение?

2. При быстром сжатии газа температура его повысилась. Можно ли сказать, что газу сообщено

некоторое количество теплоты? Внутренняя энергия газа увеличилась?

3. При резком опускании поршня объем идеального газа в цилиндре уменьшился втрое. Можно ли сказать, что давление газа возросло втрое?

4. Идеальный газ с начальным давлением p1, занимающий объем V1, расширяется до объема V2. В каком случае газ совершает большую работу: при изотермическом или при адиабатном расширении?

5. В закрытом сосуде находится гелий, взятый в количестве 3 моля при температуре 27 о С. На сколько процентов увеличится давление в сосуде, если газу сообщить 3 кДж теплоты? [27]

6. Одноатомный газ, первоначально занимающий объем 2 м 3 , изохорически перевели в состояние, при котором его давление увеличилось на 0,2 МПа. Какое количество теплоты сообщили газу? [600 k]

7. В баллоне объемом 1 л находится кислород под давлением 10 7 Па при температуре 300 K . К газу подводят количество теплоты 8,35 кДж. Определить давление и температуру газа после нагревания. [400]

8. В баллоне содержится одноатомный газ (4 моль) при температуре 300 K . При нагревании баллона средняя квадратичная скорость молекул газа увеличилась в 1,3 раза. Какое количество теплоты сообщили газу? [10 k]

9. При изобарном нагревании одноатомного газа, взятого в количестве 800 молей, ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определить работу газа и изменение внутренней энергии. [3,3 M; 6,1 M]

10. Гелий объемом 1 м 3 при 0 о С находится в цилиндрическом сосуде, закрытом сверху скользящим поршнем массой 1 т и площадью сечения 0,5 м 2 . Атмосферное давление 973 гПа. Какое количество теплоты потребуется для нагревания гелия до температуры 300 о С? Каково изменение его внутренней энергии? [0,32 M; 0,2 M]

11. В изотермическом процессе газ совершает работу 150 Дж. На сколько изменится внутренняя энергия этого газа, если ему сообщить количество теплоты в 2 раза меньшее, чем в первом случае, а процесс производить изохорически? [75]

12. Идеальный одноатомный газ занимает объем 1 м 3 и находится под давлением 2 × 10 5 Па. Газ нагревают сначала при постоянном давлении до объема 3 м 3 , а затем при постоянном объеме до давления 5 × 10 5 Па. Найти количество теплоты, полученное газом. [2,35 M]

Читать еще:  Что означает стандартный тип двигателя в стиральной машине

13. Идеальный газ переводят в состояние 1 с давлением 4 × 10 5 Па и объемом 3 м 3 в состояние 2 с давлением 2 × 10 5 Па и объемом 1 м 3 различными путями. Один раз переход совершается сначала по изобаре, затем по изохоре, а второй раз сначала по изохоре, а затем по изобаре. В каком случае выделится больше тепла? Определить разницу в тепловыделении. [400 k]

14. Для нагревания некоторого количества воздуха при постоянном давлении от температуры 15 о С до температуры 65 о С требуется количество теплоты 5 кДж. Для его нагревания при постоянном объеме при тех же начальной и конечной температурах требуется количество теплоты 3,5 кДж. Каков объем воздуха при температуре 15 о С и давлении 2 × 10 5 Па? [43,3 л]

15. В цилиндре компрессора сжимают 4 моль идеального одноатомного газа. Насколько поднялась температура газа, если была совершена работа 500 Дж? Процесс считать адиабатным.

16. Определить работу, совершаемую при адиабатическом сжатии n молей идеального одноатомного газа, если его температура уменьшилась на D T .

17. При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж. Как и на сколько изменилась его внутренняя энергия? [–150]

18. При адиабатическом сжатии аргона массой 1 кг совершена работа 10 5 Дж. Какова будет конечная температура газа, если до сжатия аргон имел температуру 27 о С. [ 620 ]

19. Используя первое начало термодинамики и уравнение состояния идеального газа, доказать, что cP – cV = R / M .

20. Для нагревания газа массой 1 кг на 1 K при постоянном давлении требуется 912 Дж теплоты, а при постоянном объеме 649 Дж. Какой это газ? [O2]

21. Для чего служит в тепловом двигателе нагреватель? рабочее тело? холодильник? Что является нагревателем и холодильником в реактивном двигателе самолета?

22. Идеальный тепловой двигатель за 0,5 часа получает от нагревателя количество теплоты равное 150 кДж. Определить полезную мощность двигателя, если он отдает холодильнику количество теплоты 100 кДж. [ 27,8 ]

23. Количество теплоты, отданное тепловым двигателем за цикл 1,5 кДж, КПД двигателя 20 %. Определить полученное от нагревателя за цикл количество теплоты. [1,875]

24. Количество теплоты, полученное от нагревателя тепловым двигателем, равно 20 кДж. За это же время он отдает холодильнику 0,75 теплоты полученной от нагревателя. Найти КПД двигателя и работу совершаемую им. [25; 5 k ]

25. Тепловой двигатель имеет полезную мощность 2 кВт. Какое количество теплоты получает двигатель за 1 ч, если его КПД 12 %. [60 M]

26. Один моль одноатомного газа совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. При этом максимальное давление в n1 = 2 раза больше минимального, а максимальный объем в n2 = 3 раза больше минимального. Определить коэффициент полезного действия цикла. [17]

27. Определить коэффициент полезного действия цикла, состоящего из двух адиабат и двух изохор, совершаемого идеальным газом, если известно, что в процессе адиабатного расширения абсолютная температура газа Т2 = 0,75Т1, а в процессе адиабатного сжатия Т3 = 0,75Т4. [25]

28. Газ совершает цикл Карно. Абсолютная температура нагревателя в три раза выше абсолютной температуры холодильника. Определить долю теплоты, отдаваемой холодильнику. [1/3]

29. Идеальный тепловой двигатель совершает за один цикл работу 73,5 кДж. Температура нагревателя 373 К, температура холодильника 273 К. Найти КПД двигателя; количество теплоты, получаемого двигателем от нагревателя; количество теплоты: отдаваемого холодильнику.

30. Газ, совершающий цикл Карно n = 70 % теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Температура нагревателя Тн = 430 К. Определить температуру холодильника. [ 3 01]

31. КПД цикла Карно 0,25. Во сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя (оставляя неизменной температуру холодильника), чтобы КПД увеличился вдвое? [1,5]

32. Тепловая машина работает по циклу Карно, и ее КПД 60 %. Во сколько раз количество теплоты, полученное при изотермическом расширении рабочего вещества, больше количества теплоты, отданного при изотермическом сжатии? [ 2 ,5]

33. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту 75 Дж и совершает работу 50 Дж. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя T 1 = 300 K . [100]

34. Газ совершает цикл Карно. Температура холодильника Т1 = 280 К, нагревателя Т2 = 380 К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия цикла, если температуру нагревателя повысить на D Т = 200 К? [ 1,96 ]

35. В паровой турбине расходуется m = 0,45 кг дизельного топлива, при сгорании которого выделяется теплота на совершение работы А = 1,4 кВт . ч. Температура поступающего в турбину пара Тн = 520 К, температура холодильника Тх = 300 К. Сравнить фактический КПД турбины и КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурных режимах. [24; 42]

36. Какую максимальную полезную мощность может развивать двигатель автомашины, если он расходует в течение t = 1,0 ч m = 5,0 кг бензина? Температура газов в цилиндре двигателя достигает Т1 = 1200 К. Отработанные газы имеют температуру Т2 = 370 К.

37. Найти работу на участке изотермического расширения рабочего тела теплового двигателя, работающего по циклу Карно, если КПД равен 80 %

38. В камере сгорания двигателя, работающего на смеси кислорода с водородом, образуются горячие водяные пары при давлении 8,32 × 10 7 Па. Масса паров воды 180 г. Объем камеры сгорания 0,002 м 3 . Определить максимальный КПД такого двигателя, если температура отработанных паров 1000 K .

39. В установке для поддержания рекордно низких температур мощность «паразитного» притока тепла, связанного с несовершенством теплоизоляции, удается снизить до 0,01 Вт. Рассчитать минимальную мощность, которую в этом случае надо затратить, чтобы поддерживать в камере температуру 10 -4 K при температуре окружающей среды 20 о С? [ 2,9 × 10 4 ]

40 . КПД идеальной тепловой машины 0,25. Машина работает по обратному циклу (как холодильная). Какое максимальное количество теплоты можно забрать из холодильника, совершив работу 10 Дж? Чему равен холодильный коэффициент машины?

41. Идеальная тепловая машина, работающая по обратному циклу Карно, отнимает от охлаждаемого тела с температурой –10 о С количество теплоты 28 кДж и передает телу с температурой 17 о С. Определить КПД цикла, количество теплоты, переданное нагретому телу за цикл, и КПД холодильной машины. [ 30; 300 ]

Смотрите новый сайт В. Грабцевича по физике, а также шутки про школу.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector