Esempiu di un mutore Carnot - un mutore termicu ideale (applicazione di a seconda lege di a termodinamica)

16 Esempi di motori Carnot - motori termichi ideali (applicazione di a seconda lege di a termodinamica)

1. Fighjate u graficu P - V di u mutore Carnot à fiancu! Sè u calore assorbitu (Q₁) = 10.000 joule tandu a quantità affari ciò chì face a macchina carnut hè…

A. 1.500 J

B. 4.000 J

C. 5.000 J

D. 6.000 J

E. 8.000 J

Discussione

Hè cunnisciutu :

Bassa temperatura (T₂) = 400 K

Alta temperatura (T₁) = 800 K

Calore assorbitu (Q₁) = 10.000 Joule

Dumandatu Travagliu pruduttu da u mutore Carnot (W)

Jawab :

Efficienza di un mutore termicu ideale (mutore di Carnot):

U travagliu fattu da u mutore di Carnot:

W = e Q₁

W = (1/2)(10.000) = 5000 Joule

A risposta curretta hè C.

2. Fighjate a foto à fiancu! A quantità di travagliu fattu da u mutore in un ciclu hè...

A. 300 J

B. 400 J

C. 500 J

D. 600 J

E. 700 J

Discussione

Hè cunnisciutu chì:

Bassa temperatura (T_L) = 400 K

Alta temperatura (T_H) = 600 K

Calore assorbitu (Q₁) = 600 Joule

Dumandatu Travagliu pruduttu da u mutore Carnot (W)

Risposta:

Efficienza di un mutore termicu ideale (mutore di Carnot):

U travagliu fattu da u mutore di Carnot:

W = e Q₁

W = (1/3)(600) = 200 Joule

A risposta curretta hè E.

3. Fighjate u graficu di u ciclu di Carnot ABCDA quì sottu! Sicondu i dati di u graficu, l'efficienza di u mutore Carnot hè…

A. 10%

B. 20%

C. 25%

D. 30%

E. 35%

Discussione

Hè cunnisciutu :

Bassa temperatura (T_L) = 350 K

Alta temperatura (T_H) = 500 K

Dumandatu Efficienza di u mutore Carnot (e)

Jawab :

Efficienza di u mutore di Carnot:

e = (T_H - T_L) / T_H

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

e = 0,3

e = 30/100 = 30%

A risposta curretta hè D.

4. In u seguente graficu PV di u mutore Carnot, u reservoir à alta temperatura hè 600 K è a bassa temperatura hè 400 K. Sè u travagliu fattu da u mutore hè W, allora u calore liberatu à bassa temperatura hè...

A. W.

B. 2 O

C. 3 O

D. 4 O

E. 6 O

Discussione

Hè cunnisciutu :

Bassa temperatura (T_L) = 400 K

Alta temperatura (T_H) = 600 K

Dumandatu Calore liberatu à bassa temperatura (Q₂)

Jawab :

Efficienza di u mutore di Carnot :

e = (T_H - T_L) / T_H

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

U travagliu fattu da un mutore di Carnot :

W = e Q₁

Descrizzione: W = travagliu fattu da a macchina, e = efficienza di a macchina, Q₁ = calore assorbitu da a macchina.

W = (1/3)(Q₁)

3W = Q₁

Calore liberatu à basse temperature :

Q₂ =Q₁ - W

Q₂ = 3W – W

Q₂ = 2 W

A risposta curretta hè B.

5. U graficu PV di un ciclu di Carnot s'assumiglia à a figura seguente. Sè 3.000 Joule di calore sò liberati in l'ambiente, allora u calore assorbitu da u sistema hè...

A. 3.000 J

B. 4.000 J

C. 4.800 J

D. 6.000 J

E. 8.000 J

Discussione

Hè cunnisciutu :

Bassa temperatura (T_L) = 500 K

Alta temperatura (T_H) = 800 K

Calore liberatu (Q₂) = 3000 Joule

Dumandatu Calore assorbitu da u sistema (Q₁)

Jawab :

Efficienza di u mutore di Carnot :

e = (T_H - T_L) / T_H

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

U travagliu fattu da un mutore di Carnot :

W = e Q₁

W = (3/8)(Q₁)

8W/3 = Q₁

Q₂ =Q₁ - W

Q₂ = 8W/3 – 3W/3

Q₂ = 5W/3

3Q₂ = 5 W

W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800

Calore assorbitu da u sistema :

Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 Joule

A risposta curretta hè C.

6. Un mutore Carnot riceve calore da un reservoir à alta temperatura à 800 K è hà una efficienza di 50%. Per ottene una efficienza di 80% mantenendu custante u reservoir à bassa temperatura, u reservoir à alta temperatura deve esse cunvertitu in....

A. 1.600 mila

B. 2.000 K

Circa 2.400 K

D. 4.000 K

E. 6.400 K

Discussione

Hè cunnisciutu chì:

Sè a temperatura hè alta (T_H) = 800 K, efficienza (e) = 50% = 0,5

Dumandatu: Chì ghjè a temperatura massima (T_H) cusì chì l'efficienza (e) = 80% = 0,8

Risposta:

Temperatura bassa = 400 Kelvin

Chì ghjè a temperatura massima (T_H) cusì chì l'efficienza (e) = 80%?

Temperatura massima = 2.000 Kelvin

A risposta curretta hè B.

7. Un mutore Carnot chì funziona cù un reservoir à alta temperatura à 600 K hà una efficienza di 40%. Per ottene una efficienza di 75% cù a costante di u reservoir à bassa temperatura, u reservoir à alta temperatura deve esse aumentatu à....

A. 480 mila

B. 840 K

Circa 900 K

D. 1028 K

E. 1440 K

Discussione

Hè cunnisciutu chì:

Sè a temperatura hè alta (T_H) = 600 K, efficienza (e) = 40% = 0,4

Dumandatu: Chì ghjè a temperatura massima (T_H) cusì chì l'efficienza (e) = 75% = 0,75

Risposta:

Temperatura bassa = 360 Kelvin

Chì ghjè a temperatura massima (T_H) cusì chì l'efficienza (e) = 75%?

Temperatura massima = 1440 Kelvin

A risposta curretta hè E.

8. Un mutore Carnot riceve calore da un reservoir à alta temperatura à 800 K è hà una efficienza di 50%. Per ottene una efficienza di 80% mantenendu a bassa temperatura di u reservoir, u reservoir à alta temperatura deve esse cunvertitu in....

A. 1.600 mila
B. 2.000 K
Circa 2.400 K
D. 4.000 K
E. 6.400 K

Discussione
Hè cunnisciutu chì:
Sè a temperatura massima (TH) = 800 K, l'efficienza (e) = 50% = 0,5
Quistione: Chì ghjè a temperatura più alta (TH) affinchì l'efficienza (e) = 80% = 0,8
Risposta:
Temperatura bassa = 400 Kelvin

Chì ghjè a temperatura più alta (TH) affinchì l'efficienza (e) sia 80%?
Temperatura massima = 2.000 Kelvin
A risposta curretta hè B.

9. Un mutore Carnot chì funziona cù un reservoir à alta temperatura à 600 K hà una efficienza di 40%. Per ottene una efficienza di 75% cù u reservoir à bassa temperatura chì ferma custante, u reservoir à alta temperatura deve esse aumentatu à....

A. 480 mila
B. 840 K
Circa 900 K
D. 1028 K
E. 1440 K

Discussione
Hè cunnisciutu chì:
Sè a temperatura massima (TH) = 600 K, l'efficienza (e) = 40% = 0,4
Quistione: Chì ghjè a temperatura più alta (TH) affinchì l'efficienza (e) = 75% = 0,75
Risposta:
Temperatura bassa = 360 Kelvin

Chì ghjè a temperatura più alta (TH) affinchì l'efficienza (e) sia 75%?
Temperatura massima = 1440 Kelvin
A risposta curretta hè E.

10. L'efficienza di un mutore Carnot chì assorbe u calore à una temperatura di 1200 Kelvin è ricusa u calore à una temperatura di 300 Kelvin hè…

Discussione
Hè cunnisciutu :
Alta temperatura (T_H) = 1200 K
Bassa temperatura (T_L) = 300 K
Dumandatu Efficienza di u mutore Carnot (e)
Jawab :
11. Un mutore Carnot funziona in un ciclu trà 727^o127 da C^oC. U mutore assorbe 6000 Joule di calore da un reservoir à alta temperatura. L'efficienza di u mutore è u travagliu fattu da u mutore in un ciclu sò…

Discussione
Hè cunnisciutu :
Alta temperatura (T_H) = 727^oC + 273 = 1000 K
Bassa temperatura (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Calore assorbitu (Q_H) = 6000 Joule
Dumandatu Efficienza (e) è travagliu (W) fattu da u mutore in un ciclu
Jawab :
Efficienza di u mutore di Carnot :
U travagliu fattu da un mutore di Carnot :
W = e Q_H
W = (0,6)(6000)
W = 3600 Joule

12. Un mutore Carnot funziona trà un reservoir à alta temperatura di 527^oC è riserva à bassa temperatura 127^oC. U mutore Carnot assorbe 10 000 Joule di calore da un reservoir caldu. A quantità di calore rigettata da u mutore in ogni ciclu hè…
Discussione
Hè cunnisciutu :
Alta temperatura (T_H) = 527^oC + 273 = 800 K
Bassa temperatura (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Calore assorbitu (Q_H) = 10.000 Joule
Dumandatu Calore rifiutatu da u mutore per ciclu
Jawab :
Efficienza di un mutore termicu ideale (mutore di Carnot):
U travagliu fattu da u mutore di Carnot:
W = e Q₁
W = (0,5)(10.000)
W = 5000 Joule
U calore liberatu da u mutore per ciclu (Q_L) = calore assorbitu (Q_H) – travagliu fattu (W)
Q_L =Q_H - W
Q_L = 10.000 - 5000
Q_L = 5000 Joule
Calore dissipatu da u mutore per ciclu = 5000 Joule

13. Determinate l'efficienza è u travagliu fattu da u mutore Carnot in un ciclu basatu annantu à u graficu quì sottu...
Discussione

Hè cunnisciutu :
Alta temperatura (T_H) = 800 K
Bassa temperatura (T_L) = 300 K
Calore assorbitu (Q_H) = 1000 Joule
Dumandatu Efficienza (e) è travagliu (W) fattu da u mutore Carnot
Jawab :
Efficienza di u mutore di Carnot :
U travagliu fattu da un mutore di Carnot :
W = e Q_H
W = (0,625)(1000)
W = 625 Joule

14. Fighjate u graficu di u ciclu di Carnot ABCDA quì sottu!
Sicondu i dati di u graficu, l'efficienza di u mutore Carnot hè…

A. 10%
B. 20%
C. 25%
D. 30%
E. 35%

Discussione
Hè cunnisciutu :
Suhu bassu (T_L) = 350 K
Alta temperatura (T_H) = 500 K
Dumandatu Efficienza di u mutore Carnot (e)
Jawab :

Efficienza di u mutore di Carnot:
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30%
A risposta curretta hè D.

15. In u seguente graficu PV di u mutore Carnot, u reservoir d'alta temperatura hè 600 K è a bassa temperatura hè 400 K. Sè affari fattu da u mutore hè W, tandu u calore liberatu à bassa temperatura hè...

A. W.
B. 2 O
C. 3 O
D. 4 O
E. 6 O

Discussione
Hè cunnisciutu :
Bassa temperatura (T_L) = 400 K
Alta temperatura (T_H) = 600 K
Dumandatu Calore liberatu à bassa temperatura (Q₂)
Jawab :
Efficienza di u mutore di Carnot :
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
U travagliu fattu da un mutore di Carnot :
W = e Q₁
Descrizzione: W = travagliu fattu da a macchina, e = efficienza di a macchina, Q₁ = calore assorbitu da a macchina.
W = (1/3)(Q₁)
3W = Q₁
KAlor hè liberatu à basse temperature :
Q₂ =Q₁ - W
Q₂ = 3W– W
Q₂ = 2 W
A risposta curretta hè B.

16. U graficu PV di un ciclu di Carnot s'assumiglia à a figura seguente. Sè calore chì hè liberatu in l'ambiente 3.000 Joules, tandu u calore assorbitu da u sistema hè...
A. 3.000 J
B. 4.000 J
C. 4.800 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J
Discussione
Hè cunnisciutu :
Bassa temperatura (T_L) = 500 K
Alta temperatura (T_H) = 800 K
Calore liberatu (Q₂) = 3000 Joule
Dumandatu Calore assorbitu da u sistema (Q₁)
Jawab :
Efficienza di u mutore di Carnot :
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
U travagliu fattu da un mutore di Carnot :
W = e Q₁
W = (3/8)(Q₁)
8W/3 = Q₁
 
Q₂ =Q₁ - W
Q₂ = 8W/3 – 3W/3
Q₂ = 5W/3
3Q₂ = 5 W
W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
KAlor assorbitu da u sistema :
Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 Joule
A risposta curretta hè C.

Fonte di a dumanda:

Dumande di Fisica di l'Esame Naziunale per u Liceu / Liceu Prufessiunale