Прыклад рухавіка Карно — ідэальнай цеплавой машыны (прымяненне другога закона тэрмадынамікі)

16 прыкладаў рухавікоў Карно — ідэальных цеплавых рухавікоў (прымяненне другога закона тэрмадынамікі)

1. Паглядзіце на графік P-V рухавіка Карно збоку! Калі паглынутая цеплыня (Q1 ₎ = 10 000 джоўляў, то аб'ём працы, выкананай рухавіком Карно, складае…

А. 760 400 Дж

Б. 750 000 Дж

Каля 668 000 Дж

D. 600 000 Дж

Э. 540 000 Дж

Абмеркаванне

Вядома, што :

Нізкая тэмпература (T2 ₎ = 400 К

Высокая тэмпература (T1 ₎ = 800 К

Паглынутая цяпло (Q1 ₎ = 10.000 джоўляў

Шукаецца : праца, выкананая рухавіком Карно (W)

Адказ :

ККД ідэальнай цеплавой машыны (рухавіка Карно):

Работа, якую выконвае рухавік Карно:

W = e Q ₁

W = (1/2)(10.000) = 5000 джоўляў

Правільны адказ — С.

2. Паглядзіце на малюнак збоку! Аб'ём працы, які выконвае рухавік за адзін цыкл, складае…

А. 760 400 Дж

Б. 750 000 Дж

Каля 668 000 Дж

D. 600 000 Дж

Э. 540 000 Дж

Абмеркаванне

Вядома, што:

Нізкая тэмпература (TL ₎ = 400 К

Высокая тэмпература ( _TH ) = 600 К

Паглынутая цяпло (Q1 ₎ = 600 джоўляў

Шукаецца : праца, выкананая рухавіком Карно (W)

Адказ:

ККД ідэальнай цеплавой машыны (рухавіка Карно):

Работа, якую выконвае рухавік Карно:

W = e Q ₁

W = (1/3)(600) = 200 джоўляў

Правільны адказ — Э.

3. Паглядзіце на графік цыкла Карно ABCDA ніжэй! Зыходзячы з дадзеных на графіку, ККД рухавіка Карно складае…

А. 10%

Б. 20%

С. 25%

D. 30%

E. 35%

Абмеркаванне

Вядома, што :

Нізкая тэмпература (TL ₎ = 350 К

Высокая тэмпература ( _TH ) = 500 К

Пытанне : ККД рухавіка Карно (e)

Адказ :

ККД рухавіка Карно:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

e = 0,3

e = 30/100 = 30%

Правільны адказ — Д.

4. На наступным графіку PV рухавіка Карно высокатэмпературны рэзервуар мае 600 К, а нізкатэмпературны — 400 К. Калі работа, выкананая рухавіком, роўная Вт, то цяпло, якое вылучаецца пры нізкай тэмпературы, роўна...

А. У.

Б. 2 В

C. 3 W

Д. 4 В

Усход 6 З

Абмеркаванне

Вядома, што :

Нізкая тэмпература (TL ₎ = 400 К

Высокая тэмпература ( _TH ) = 600 К

Пытанне : Цяпло, якое вылучаецца пры нізкай тэмпературы (Пытанне ₂ )

Адказ :

ККД рухавіка Карно :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

е = 1/3

Работа, выкананая рухавіком Карно :

W = e Q ₁

Апісанне: W = праца, выкананая машынай, e = каэфіцыент карыснага дзеяння машыны, Q1 ₌ цяпло, паглынутае машынай.

W = (1/3)( _Q1 )

3W = _Q1

Цяпло, якое вылучаецца пры нізкіх тэмпературах :

Q2 = _Q1 – _W

Q2 = 3W – _W

Q2 = 2 _Вт

Правільны адказ — Б.

5. Графік PV цыклу Карно выглядае як на наступным малюнку. Калі ў навакольнае асяроддзе вылучаецца 3.000 джоўляў цяпла, то цяпло, якое паглынае сістэма, складае…

А. 760 400 Дж

Б. 750 000 Дж

Каля 668 000 Дж

D. 600 000 Дж

Э. 540 000 Дж

Абмеркаванне

Вядома, што :

Нізкая тэмпература (TL ₎ = 500 К

Высокая тэмпература ( _TH ) = 800 К

Выдзеленая цеплыня (Q² ₎ = 3000 джоўляў

Пытанне : Цяпло, якое паглынае сістэма (Пытанне ₁ )

Адказ :

ККД рухавіка Карно :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

е = 3/8

Работа, выкананая рухавіком Карно :

W = e Q ₁

W = (3/8)( _Q1 )

8W/3 = _Q1

Q2 = _Q1 – _W

Q2 = 8 Вт/3 – 3 Вт/ ₃

Q2 = 5 Вт/ ₃

3Q ₂ = 5 Вт

W = 3Q ₂ /5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800

Цяпло, якое паглынаецца сістэмай :

Q1 = Вт + Q2 ₌ 1800 + 3000 = 4800 _{джоўляў}

Правільны адказ — С.

6. Рухавік Карно атрымлівае цяпло з высокатэмпературнага рэзервуара пры тэмпературы 800 К і мае ККД 50%. Каб дасягнуць ККД 80% пры захаванні нізкай тэмпературы рэзервуара, высокатэмпературны рэзервуар неабходна пераўтварыць у….

А. 1.600 тыс.

Б. 2.000 тыс.

Каля 2.400 тыс.

D. 4.000 тыс.

Усходняя 6.400 тыс.

Абмеркаванне

Вядома, што:

Калі высокая тэмпература (TH ₎ = 800 K, ККД (e) = 50% = 0,5

Пытанне: Якая самая высокая тэмпература (TH ₎ , каб ККД (e) быў 80% = 0,8?

Адказ:

Нізкая тэмпература = 400 Кельвінаў

Якая максімальная тэмпература (TH ₎ , каб ККД (e) быў 80%?

Найвышэйшая тэмпература = 2.000 Кельвінаў

Правільны адказ — Б.

7. Рухавік Карно, які працуе на высокатэмпературным рэзервуары пры 600 К, мае ККД 40%. Каб дасягнуць ККД 75% пры нязменным нізкатэмпературным рэзервуары, высокатэмпературны рэзервуар неабходна павялічыць да….

А. 480 тыс.

Б. 840 тыс.

Каля 900 тыс.

D. 1028 тыс.

Усходняя 1440 тыс.

Абмеркаванне

Вядома, што:

Калі высокая тэмпература (TH ₎ = 600 K, ККД (e) = 40% = 0,4

Пытанне: Якая самая высокая тэмпература (TH ₎ , каб ККД (e) быў 75% = 0,75?

Адказ:

Нізкая тэмпература = 360 Кельвінаў

Якая максімальная тэмпература (TH ₎ , каб ККД (e) быў 75%?

Найвышэйшая тэмпература = 1440 Кельвінаў

Правільны адказ — Э.

8. Рухавік Карно атрымлівае цяпло з высокатэмпературнага рэзервуара пры тэмпературы 800 К і мае ККД 50%. Каб дасягнуць ККД 80% пры захаванні нізкай тэмпературы рэзервуара, высокатэмпературны рэзервуар неабходна пераўтварыць у….

А. 1.600 тыс.
Б. 2.000 тыс.
Каля 2.400 тыс.
D. 4.000 тыс.
Усходняя 6.400 тыс.

Абмеркаванне
Вядома, што:
Калі высокая тэмпература (TH) = 800 K, ККД (e) = 50% = 0,5
Пытанне: Якая самая высокая тэмпература (TH), каб ККД (e) = 80% = 0,8?
Адказ:
Нізкая тэмпература = 400 Кельвінаў

Якая самая высокая тэмпература (TH), каб ККД (e) быў 80%?
Найвышэйшая тэмпература = 2.000 Кельвінаў
Правільны адказ — Б.

9. Рухавік Карно, які працуе на высокатэмпературным рэзервуары пры 600 К, мае ККД 40%. Каб дасягнуць ККД 75% пры нязменным нізкатэмпературным рэзервуары, высокатэмпературны рэзервуар неабходна павялічыць да….

А. 480 тыс.
Б. 840 тыс.
Каля 900 тыс.
D. 1028 тыс.
Усходняя 1440 тыс.

Абмеркаванне
Вядома, што:
Калі высокая тэмпература (TH) = 600 K, ККД (e) = 40% = 0,4
Пытанне: Якая самая высокая тэмпература (TH), каб ККД (e) = 75% = 0,75?
Адказ:
Нізкая тэмпература = 360 Кельвінаў

Якая самая высокая тэмпература (TH), каб ККД (e) быў 75%?
Найвышэйшая тэмпература = 1440 Кельвінаў
Правільны адказ — Э.

10. ККД рухавіка Карно, які паглынае цяпло пры тэмпературы 1200 Кельвінаў і аддае цяпло пры тэмпературы 300 Кельвінаў, складае…

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Высокая тэмпература (T_H) = 1200 К
Нізкая тэмпература (T_L) = 300 К
Спыталі ККД рухавіка Карно (e)
Джаваб :
11. Рухавік Карно працуе па цыкле паміж 727^o127 ад С^oC. Рухавік паглынае 6000 джоўляў цяпла з высокатэмпературнага рэзервуара. ККД рухавіка і праца, якую ён выконвае за адзін цыкл, складаюць…

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Высокая тэмпература (T_H) = 727^oC + 273 = 1000 К
Нізкая тэмпература (T_L) = 127^oC + 273 = 400 К
Паглынутая цяпло (Q_H) = 6000 джоўляў
Спыталі ККД (e) і праца (Вт), выкананая рухавіком за адзін цыкл
Джаваб :
ККД рухавіка Карно :
Работа, выкананая рухавіком Карно :
W = e Q_H
W = (0,6)(6000)
Вт = 3600 джоўляў

12. Рухавік Карно працуе паміж высокатэмпературным рэзервуарам 527^oC і нізкатэмпературны рэзервуар 127^oC. Рухавік Карно паглынае 10 000 джоўляў цяпла з гарачага рэзервуара. Колькасць цяпла, якая адводзіцца рухавіком за кожны цыкл, складае…
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Высокая тэмпература (T_H) = 527^oC + 273 = 800 К
Нізкая тэмпература (T_L) = 127^oC + 273 = 400 К
Паглынутая цяпло (Q_H) = 10.000 джоўляў
Спыталі Цяпло, якое адводзіцца рухавіком за цыкл
Джаваб :
ККД ідэальнай цеплавой машыны (рухавіка Карно):
Работа, якую выконвае рухавік Карно:
W = e Q₁
W = (0,5)(10.000)
Вт = 5000 джоўляў
Цепла, якое вылучаецца рухавіком за цыкл (Q_L) = паглынутая цеплыня (Q_H) – выкананая праца (Вт)
Q_L =Q_H - Ш
Q_L = 10.000 5000 – XNUMX XNUMX
Q_L = 5000 джоўлі
Цяпло, якое рассейваецца рухавіком за цыкл = 5000 джоўляў

13. Вызначце ККД і працу, выкананую рухавіком Карно за адзін цыкл, зыходзячы з графіка ніжэй...
Абмеркаванне

Гэта вядома :
Высокая тэмпература (T_H) = 800 К
Нізкая тэмпература (T_L) = 300 К
Паглынутая цяпло (Q_H) = 1000 джоўляў
Спыталі ККД (e) і праца (W), выкананыя рухавіком Карно
Джаваб :
ККД рухавіка Карно :
Работа, выкананая рухавіком Карно :
W = e Q_H
W = (0,625)(1000)
Вт = 625 джоўляў

14. Паглядзіце на графік цыкла Карно ABCDA ніжэй!
Зыходзячы з дадзеных на графіку, ККД рухавіка Карно складае…

А. 10%
Б. 20%
С. 25%
D. 30%
E. 35%

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Суху нізкі (Т_L) = 350 К
Высокая тэмпература (T_H) = 500 К
Спыталі ККД рухавіка Карно (e)
Джаваб :

ККД рухавіка Карно:
e = (T_H - T_L) / Т_H
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30%
Правільны адказ — Д.

15. На наступным графіку PV рухавіка Карно высокатэмпературны рэзервуар мае 600 К, а нізкатэмпературны — 400 К. Калі бізнес сіла, якую выконвае рухавік, складае Вт, тады цяпло, якое вылучаецца пры нізкай тэмпературы, роўна...

А. У.
Б. 2 В
C. 3 W
Д. 4 В
Усход 6 З

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Нізкая тэмпература (T_L) = 400 К
Высокая тэмпература (T_H) = 600 К
Спыталі Цяпло, якое вылучаецца пры нізкіх тэмпературах (Q₂)
Джаваб :
ККД рухавіка Карно :
e = (T_H - T_L) / Т_H
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
е = 1/3
Работа, выкананая рухавіком Карно :
W = e Q₁
Апісанне: W = праца, выкананая машынай, e = каэфіцыент карыснага дзеяння машыны, Q₁ = цяпло, паглынутае машынай.
W = (1/3)(Q₁)
3 Вт = Q₁
KАлор вызваляецца пры нізкіх тэмпературах :
Q₂ =Q₁ - Ш
Q₂ = 3 Вт– Вт
Q₂ = 2W
Правільны адказ — Б.

16. Графік PV цыкла Карно выглядае як на наступным малюнку. Калі спёка якая вылучаецца ў навакольнае асяроддзе 3.000 джоўляў, то цяпло, якое паглынае сістэма, складае…
А. 760 400 Дж
Б. 750 000 Дж
Каля 668 000 Дж
D. 600 000 Дж
Э. 540 000 Дж
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Нізкая тэмпература (T_L) = 500 К
Высокая тэмпература (T_H) = 800 К
Вылучаная цяпло (Q₂) = 3000 джоўляў
Спыталі Цяпло, паглынутае сістэмай (Q₁)
Джаваб :
ККД рухавіка Карно :
e = (T_H - T_L) / Т_H
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
е = 3/8
Работа, выкананая рухавіком Карно :
W = e Q₁
W = (3/8)(Q₁)
8W/3 = Q₁
 
Q₂ =Q₁ - Ш
Q₂ = 8 Вт/3 – 3 Вт/3
Q₂ = 5 Вт/3
3Q₂ = 5W
W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
KАлор паглынаецца сістэмай :
Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 джоўляў
Правільны адказ — С.

Крыніца пытання:

Пытанні па фізіцы для нацыянальных экзаменаў у старшай школе/прафесійна-тэхнічнай школе