Carnot motor baten adibidea – motor termiko ideal bat (termodinamikaren bigarren legearen aplikazioa)

Carnot motorren 16 adibideak – motor termiko idealak (termodinamikaren bigarren legearen aplikazioa)

1. Begiratu alboan dagoen Carnot motorraren P-V grafikoari! Xurgatutako beroa (Q1 ₎ = 10.000 joule bada, orduan Carnot motorrak egindako lan kopurua …

1.500 J

B. 4.000 J

5.000 J

6.000 J

E. 8.000 J

Eztabaida

Jakina da :

Tenperatura baxua (T2 ₎ = 400 K

Tenperatura altua (T1 ₎ = 800 K

Xurgatutako beroa (Q1 ₎ = 10.000 Joule

Bilatzen dena : Carnot motorrak sortutako lana (W)

Erantzuna :

Motor termiko ideal baten (Carnot motorra) eraginkortasuna:

Carnot motorrak egindako lana:

W = e Q ₁

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

Erantzun zuzena C da.

2. Begira alboko irudia! Motorrak ziklo batean egindako lan kopurua…

300 J

B. 400 J

500 J

600 J

E. 700 J

Eztabaida

Jakina da:

Tenperatura baxua (TL ₎ = 400 K

Tenperatura altua (TH ₎ = 600 K

Xurgatutako beroa (Q1 ₎ = 600 Joule

Bilatzen dena : Carnot motorrak sortutako lana (W)

Erantzuna:

Motor termiko ideal baten (Carnot motorra) eraginkortasuna:

Carnot motorrak egindako lana:

W = e Q ₁

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

E erantzun zuzena da.

3. Begira beheko Carnot zikloaren ABCDA grafikoa! Grafikoko datuetan oinarrituta, Carnot motorraren eraginkortasuna…

A. %10

B. %20

%25

D. %30

E. %35

Eztabaida

Jakina da :

Tenperatura baxua (TL ₎ = 350 K

Tenperatura altua (TH ₎ = 500 K

Galdera : Carnot motorraren eraginkortasuna (e)

Erantzuna :

Carnot motorraren errendimendua:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

e = 0,3

e = 30/100 = % 30

Erantzun zuzena D da.

4. Carnot motorraren PV grafiko honetan, tenperatura altuko depositua 600 K-tan dago eta tenperatura baxukoa 400 K-tan. Motorrak egindako lana W bada, orduan tenperatura baxuetan askatzen den beroa...

A. W.

B. 2 W

C. 3 W

D. 4 W

E. 6 W

Eztabaida

Jakina da :

Tenperatura baxua (TL ₎ = 400 K

Tenperatura altua (TH ₎ = 600 K

Galdera : Tenperatura baxuan askatzen den beroa ( _2. galdera )

Erantzuna :

Carnot motorraren errendimendua :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

Carnot motor batek egindako lana :

W = e Q ₁

Deskribapena: W = makinak egindako lana, e = makinaren eraginkortasuna, Q1 ₌ makinak xurgatutako beroa.

W = (1/3)( _Q1 )

3W = _Q1

Tenperatura baxuetan askatzen den beroa :

Q2 = _Q1 – _W

Q2 = 3W – _W

Q2 = _2W

Erantzun zuzena B da.

5. Carnot ziklo baten PV grafikoak honako irudiaren antzeko itxura du. 3.000 Joule bero askatzen badira ingurunera, sistemak xurgatzen duen beroa…

3.000 J

B. 4.000 J

4.800 J

6.000 J

E. 8.000 J

Eztabaida

Jakina da :

Tenperatura baxua (TL ₎ = 500 K

Tenperatura altua (TH ₎ = 800 K

Askatutako beroa (Q2 ₎ = 3000 Joule

Galdera : Sistemak xurgatzen duen beroa ( _1. galdera )

Erantzuna :

Carnot motorraren errendimendua :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

Carnot motor batek egindako lana :

W = e Q ₁

W = (3/8)( _Q1 )

8W/3 = _Q1

Q2 = _Q1 – _W

Q2 = 8W/3 – 3W/ ₃

Q2 = 5W/ ₃

3Q ₂ = 5W

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

Sistemak xurgatzen duen beroa :

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

Erantzun zuzena C da.

6. Carnot motor batek 800 K-ko tenperatura altuko gordailu batetik beroa jasotzen du eta % 50eko eraginkortasuna du % 80ko eraginkortasuna lortzeko, gordailuaren tenperatura baxua mantenduz, tenperatura altuko gordailua… bihurtu behar da.

A. 1.600 K

B. 2.000 K

2.400 K inguru

D. 4.000 K

E. 6.400 K

Eztabaida

Jakina da:

Tenperatura altua (TH ₎ = 800 K bada, eraginkortasuna (e) = % 50 = 0,5

Galdera: Zein da tenperatura altuena (TH ₎ eraginkortasuna (e) = % 80 = 0,8 izan dadin?

Erantzuna:

Tenperatura baxua = 400 Kelvin

Zein da tenperatura altua (TH ₎ eraginkortasuna (e) = % 80 izan dadin?

Tenperatura altua = 2.000 Kelvin

Erantzun zuzena B da.

7. 600 K -tan tenperatura altuko urtegi batean funtzionatzen duen Carnot motor batek % 40ko eraginkortasuna du. Tenperatura baxuko urtegia konstante mantenduz % 75eko eraginkortasuna lortzeko, tenperatura altuko urtegia...-ra igo behar da.

A. 480 K

B. 840 K

900 K inguru

D. 1028 K

E. 1440 K

Eztabaida

Jakina da:

Tenperatura altua (TH ₎ = 600 K bada, eraginkortasuna (e) = % 40 = 0,4

Galdera: Zein da tenperatura altuena (TH ₎ eraginkortasuna (e) = % 75 = 0,75 izan dadin?

Erantzuna:

Tenperatura baxua = 360 Kelvin

Zein da tenperatura altua (TH ₎ eraginkortasuna (e) = % 75 izan dadin?

Tenperatura altua = 1440 Kelvin

E erantzun zuzena da.

8. Carnot motor batek 800 K-ko tenperatura altuko gordailu batetik beroa jasotzen du eta % 50eko eraginkortasuna du % 80ko eraginkortasuna lortzeko, gordailuaren tenperatura baxua mantenduz, tenperatura altuko gordailua... bihurtu behar da.

A. 1.600 K
B. 2.000 K
2.400 K inguru
D. 4.000 K
E. 6.400 K

Eztabaida
Jakina da:
Tenperatura altua (TH) = 800 K bada, eraginkortasuna (e) = % 50 = 0,5
Galdera: Zein da tenperatura altuena (TH) eraginkortasuna (e) = % 80 = 0,8 izan dadin?
Erantzuna:
Tenperatura baxua = 400 Kelvin

Zein da tenperatura altua (TH) eraginkortasuna (e) = % 80 izan dadin?
Tenperatura altua = 2.000 Kelvin
Erantzun zuzena B da.

9. 600 K-tan tenperatura altuko urtegi batean funtzionatzen duen Carnot motor batek % 40ko eraginkortasuna du. Tenperatura baxuko urtegia konstante mantenduz % 75eko eraginkortasuna lortzeko, tenperatura altuko urtegia...-ra igo behar da.

A. 480 K
B. 840 K
900 K inguru
D. 1028 K
E. 1440 K

Eztabaida
Jakina da:
Tenperatura altua (TH) = 600 K bada, eraginkortasuna (e) = % 40 = 0,4
Galdera: Zein da tenperatura altuena (TH) eraginkortasuna (e) = % 75 = 0,75 izan dadin?
Erantzuna:
Tenperatura baxua = 360 Kelvin

Zein da tenperatura altua (TH) eraginkortasuna (e) = % 75 izan dadin?
Tenperatura altua = 1440 Kelvin
E erantzun zuzena da.

10. 1200 Kelvin-eko tenperaturan beroa xurgatzen eta 300 Kelvin-eko tenperaturan beroa baztertzen duen Carnot motor baten eraginkortasuna…

Eztabaida
Jakina da :
Tenperatura altua (T_H) = 1200 K
Tenperatura baxua (T_L) = 300 K
Galdetu Carnot motorraren eraginkortasuna (e)
Jawab :
11. Carnot motor batek 727 arteko ziklo batean funtzionatzen du^oC eta 127^oC. Motorrak 6000 Joule bero xurgatzen ditu tenperatura altuko gordailu batetik. Motorraren eraginkortasuna eta motorrak ziklo batean egindako lana…

Eztabaida
Jakina da :
Tenperatura altua (T_H) = 727^oC + 273 = 1000 K
Tenperatura baxua (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Xurgatutako beroa (Q_H) = 6000 Joule
Galdetu Motorrak ziklo batean egindako eraginkortasuna (e) eta lana (W)
Jawab :
Carnot motorraren errendimendua :
Carnot motor batek egindako lana :
W = e Q_H
W = (0,6)(6000)
W = 3600 Joule

12. Carnot motor batek 527 tenperatura altuko gordailu baten artean funtzionatzen du^oC eta tenperatura baxuko urtegia 127^oC. Carnot motorrak 10.000 Joule bero xurgatzen ditu gordailu bero batetik. Motorrak ziklo bakoitzean baztertzen duen bero kopurua…
Eztabaida
Jakina da :
Tenperatura altua (T_H) = 527^oC + 273 = 800 K
Tenperatura baxua (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Xurgatutako beroa (Q_H) = 10.000 Joule
Galdetu Motorrak ziklo bakoitzeko kanporatzen duen beroa
Jawab :
Motor termiko ideal baten (Carnot motorra) eraginkortasuna:
Carnot motorrak egindako lana:
W = e Q₁
W = (0,5)(10.000)
W = 5000 Joule
Motorrak ziklo bakoitzeko askatzen duen beroa (Q_L) = xurgatutako beroa (Q_H) – egindako lana (W)
Q_L = Q_H - M
Q_L = 10.000 - 5000
Q_L = 5000 Joule
Motorrak ziklo bakoitzeko xahutzen duen beroa = 5000 Joule

13. Zehaztu Carnot motorrak ziklo batean egindako eraginkortasuna eta egindako lana beheko grafikoan oinarrituta...
Eztabaida

Jakina da :
Tenperatura altua (T_H) = 800 K
Tenperatura baxua (T_L) = 300 K
Xurgatutako beroa (Q_H) = 1000 Joule
Galdetu Carnot motorrak egindako eraginkortasuna (e) eta lana (W)
Jawab :
Carnot motorraren errendimendua :
Carnot motor batek egindako lana :
W = e Q_H
W = (0,625)(1000)
W = 625 Joule

14. Begira beheko Carnot zikloaren ABCDA grafikoa!
Grafikoko datuetan oinarrituta, Carnot motorraren eraginkortasuna…

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

Eztabaida
Jakina da :
Tenperatura baxua (T_L) = 350 K
Tenperatura altua (T_H) = 500 K
Galdetu Carnot motorraren eraginkortasuna (e)
Jawab :

Carnot motorraren errendimendua:
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = % 30
Erantzun zuzena D da.

15. Carnot motorraren PV grafiko honetan, tenperatura altuko depositua 600 K-tan dago eta tenperatura baxukoa 400 K-tan. Baldin eta negozio motorrak egindako beroa W da, orduan tenperatura baxuan askatzen dena...

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

Eztabaida
Jakina da :
Tenperatura baxua (T_L) = 400 K
Tenperatura altua (T_H) = 600 K
Galdetu Tenperatura baxuetan askatzen den beroa (Q₂)
Jawab :
Carnot motorraren errendimendua :
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
Carnot motor batek egindako lana :
W = e Q₁
Deskribapena: W = makinak egindako lana, e = makinaren eraginkortasuna, Q₁ = makinak xurgatzen duen beroa.
W = (1/3)(Q₁)
3W = Q₁
KAlor tenperatura baxuetan askatzen da :
Q₂ = Q₁ - M
Q₂ = 3W– W
Q₂ = 2W
Erantzun zuzena B da.

16. Carnot ziklo baten PV grafikoa hurrengo irudiaren antzekoa da. Baldin eta beroa ingurumenera 3.000 Joule askatzen direnean, sistemak xurgatzen duen beroa...
3.000 J
B. 4.000 J
4.800 J
6.000 J
E. 8.000 J
Eztabaida
Jakina da :
Tenperatura baxua (T_L) = 500 K
Tenperatura altua (T_H) = 800 K
Askatutako beroa (Q₂) = 3000 Joule
Galdetu Sistemak xurgatutako beroa (Q₁)
Jawab :
Carnot motorraren errendimendua :
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
Carnot motor batek egindako lana :
W = e Q₁
W = (3/8)(Q₁)
8W/3 = Q₁
 
Q₂ = Q₁ - M
Q₂ = 8W/3 – 3W/3
Q₂ = 5W/3
3Q₂ = 5W
W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
KAlor sistemak xurgatzen duen :
Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 Joule
Erantzun zuzena C da.

Galderaren iturria:

Batxilergoko/Lanbide Heziketako Fisikako Galderak Azterketa Nazionalean