Foarbyld fan in Carnot-motor - in ideale waarmtemotor (tapassing fan 'e twadde wet fan termodynamika)

16 Foarbylden fan Carnot-motoren - ideale waarmtemotoren (tapassing fan 'e twadde wet fan termodynamika)

1. Sjoch nei de P-V-grafyk fan 'e Carnot-motor oan 'e kant! As de opnommen waarmte (Q1 ₎ = 10.000 joule, dan is de hoemannichte wurk dien troch de Carnot-motor ...

A. 1.500 J

B. 4.000 J

C. 5.000 J

D. 6.000 J

E. 8.000 J

Diskusje

It is bekend dat :

Lege temperatuer (T2 ₎ = 400 K

Hege temperatuer (T1 ₎ = 800 K

Waarmte opnommen (Q1 ₎ = 10.000 Joules

Socht : Wurk produsearre troch de Carnot-motor (W)

Antwurd :

Effisjinsje fan in ideale waarmtemotor (Carnot-motor):

Wurk dien troch de Carnot-motor:

W = e Q ₁

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

It goede antwurd is C.

2. Sjoch nei de ôfbylding oan 'e kant! De hoemannichte wurk dy't de motor yn ien syklus docht is…

A. 300 J

B. 400 J

C. 500 J

D. 600 J

E. 700 J

Diskusje

It is bekend dat:

Lege temperatuer (TL ₎ = 400 K

Hege temperatuer (TH ₎ = 600 K

Waarmte opnommen (Q1 ₎ = 600 Joules

Socht : Wurk produsearre troch de Carnot-motor (W)

Antwurd:

Effisjinsje fan in ideale waarmtemotor (Carnot-motor):

Wurk dien troch de Carnot-motor:

W = e Q ₁

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

It goede antwurd is E.

3. Sjoch nei de Carnot-syklusgrafyk ABCDA hjirûnder! Op basis fan de gegevens yn 'e grafyk is de effisjinsje fan 'e Carnot-motor ...

A. 10%

B. 20%

C. 25%

D. 30%

E. 35%

Diskusje

It is bekend dat :

Lege temperatuer (TL ₎ = 350 K

Hege temperatuer (TH ₎ = 500 K

Fraach : Carnot-motoreffisjinsje (e)

Antwurd :

Carnot-motor effisjinsje:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

e = 0,3

e = 30/100 = 30%

It goede antwurd is D.

4. Yn 'e folgjende PV-grafyk fan 'e Carnot-motor is it reservoir mei hege temperatuer 600 K en de lege temperatuer 400 K. As it wurk dat troch de motor dien wurdt W is, dan is de waarmte dy't by de lege temperatuer frijkomt...

A. W.

B. 2 W

C. 3 W

D. 4 W

E. 6 W

Diskusje

It is bekend dat :

Lege temperatuer (TL ₎ = 400 K

Hege temperatuer (TH ₎ = 600 K

Fraach : Waarmte dy't frijkomt by lege temperatuer ( _F2 )

Antwurd :

Carnot-motoreffisjinsje :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

Wurk dien troch in Carnot-motor :

W = e Q ₁

Beskriuwing: W = wurk dien troch de masine, e = masine-effisjinsje, Q1 ₌ waarmte opnommen troch de masine.

W = (1/3)( _Q1 )

3W = Q ₁

Waarmte frijkomt by lege temperatueren :

Q2 = _{Q1 –} W

Q2 = 3W – _W

Q2 = _2W

It goede antwurd is B.

5. De PV-grafyk fan in Carnot-syklus sjocht derút as de folgjende figuer. As 3.000 Joule waarmte frijlitten wurdt oan 'e omjouwing, dan is de waarmte dy't troch it systeem opnommen wurdt...

A. 3.000 J

B. 4.000 J

C. 4.800 J

D. 6.000 J

E. 8.000 J

Diskusje

It is bekend dat :

Lege temperatuer (TL ₎ = 500 K

Hege temperatuer (TH ₎ = 800 K

Frijlitten waarmte (Q² ₎ = 3000 Joules

Fraach : Waarmte opnommen troch it systeem (Fraach ₁ )

Antwurd :

Carnot-motoreffisjinsje :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

Wurk dien troch in Carnot-motor :

W = e Q ₁

W = (3/8)( _Q1 )

8W/3 = Q ₁

Q2 = _{Q1 –} W

Q2 = 8W/3 – 3W/ ₃

Q2 = 5W/ ₃

3Q ₂ = 5W

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

Waarmte opnommen troch it systeem :

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

It goede antwurd is C.

6. In Carnot-motor krijt waarmte fan in hege-temperatuerreservoir fan 800 K en hat in effisjinsje fan 50%. Om in effisjinsje fan 80% te berikken wylst de lege reservoirtemperatuer behâlden wurdt, moat it hege-temperatuerreservoir omboud wurde ta….

A. 1.600 K

B. 2.000 K

C. 2.400 K

D. 4.000 K

E. 6.400 K

Diskusje

It is bekend dat:

As de hege temperatuer (TH ₎ = 800 K is, dan is de effisjinsje (e) = 50% = 0,5

Fraach: Wat is de heechste temperatuer (TH ₎ sadat effisjinsje (e) = 80% = 0,8

Antwurd:

Lege temperatuer = 400 Kelvin

Wat is de hege temperatuer (TH ₎ sadat de effisjinsje (e) = 80% is?

Hege temperatuer = 2.000 Kelvin

It goede antwurd is B.

7. In Carnot-motor dy't wurket op in hege-temperatuerreservoir by 600 K hat in effisjinsje fan 40%. Om in effisjinsje fan 75% te berikken mei it lege-temperatuerreservoir konstant, moat it hege-temperatuerreservoir ferhege wurde nei….

A. 480 K

B. 840 K

C. 900 K

D. 1028 K

E. 1440 K

Diskusje

It is bekend dat:

As de hege temperatuer (TH ₎ = 600 K is, dan is de effisjinsje (e) = 40% = 0,4

Fraach: Wat is de heechste temperatuer (TH ₎ sadat effisjinsje (e) = 75% = 0,75

Antwurd:

Lege temperatuer = 360 Kelvin

Wat is de hege temperatuer (TH ₎ sadat de effisjinsje (e) = 75% is?

Hege temperatuer = 1440 Kelvin

It goede antwurd is E.

8. In Carnot-motor krijt waarmte fan in hege-temperatuerreservoir fan 800 K en hat in effisjinsje fan 50%. Om in effisjinsje fan 80% te berikken wylst de lege reservoirtemperatuer behâlden wurdt, moat it hege-temperatuerreservoir omboud wurde ta….

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

Diskusje
It is bekend dat:
As de hege temperatuer (TH) = 800 K is, dan is de effisjinsje (e) = 50% = 0,5
Fraach: Wat is de heechste temperatuer (TH) sadat effisjinsje (e) = 80% = 0,8
Antwurd:
Lege temperatuer = 400 Kelvin

Wat is de hege temperatuer (TH) sadat de effisjinsje (e) = 80% is?
Hege temperatuer = 2.000 Kelvin
It goede antwurd is B.

9. In Carnot-motor dy't wurket op in hege-temperatuerreservoir by 600 K hat in effisjinsje fan 40%. Om in effisjinsje fan 75% te berikken mei it lege-temperatuerreservoir konstant, moat it hege-temperatuerreservoir ferhege wurde nei….

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

Diskusje
It is bekend dat:
As de hege temperatuer (TH) = 600 K is, dan is de effisjinsje (e) = 40% = 0,4
Fraach: Wat is de heechste temperatuer (TH) sadat effisjinsje (e) = 75% = 0,75
Antwurd:
Lege temperatuer = 360 Kelvin

Wat is de hege temperatuer (TH) sadat de effisjinsje (e) = 75% is?
Hege temperatuer = 1440 Kelvin
It goede antwurd is E.

10. De effisjinsje fan in Carnot-motor dy't waarmte absorbearret by in temperatuer fan 1200 Kelvin en waarmte ôfwiist by in temperatuer fan 300 Kelvin is ...

Diskusje
It is bekend :
Hege temperatuer (T_H) = 1200 K
Lege temperatuer (T_L) = 300 K
frege Carnot-motoreffisjinsje (e)
Jawab :
11. In Carnot-motor wurket yn in syklus tusken 727^o127 fan C^oC. De motor nimt 6000 Joule waarmte op út in reservoir mei hege temperatuer. De effisjinsje fan 'e motor en it wurk dat de motor yn ien syklus docht binne ...

Diskusje
It is bekend :
Hege temperatuer (T_H) = 727^oC + 273 = 1000 K
Lege temperatuer (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Waarmte opnommen (Q_H) = 6000 Joule
frege Effisjinsje (e) en arbeid (W) dien troch de motor yn ien syklus
Jawab :
Carnot-motoreffisjinsje :
Wurk dien troch in Carnot-motor :
W = e Q_H
W = (0,6)(6000)
W = 3600 Joule

12. In Carnot-motor wurket tusken in hege-temperatuerreservoir fan 527^oC en leechtemperatuerreservoir 127^oC. De Carnot-motor absorbearret 10.000 Joule waarmte út in hjit reservoir. De hoemannichte waarmte dy't troch de motor yn elke syklus ôfwiisd wurdt is…
Diskusje
It is bekend :
Hege temperatuer (T_H) = 527^oC + 273 = 800 K
Lege temperatuer (T_L) = 127^oC + 273 = 400 K
Waarmte opnommen (Q_H) = 10.000 Joule
frege Waarmte ôfwiisd troch de motor per syklus
Jawab :
Effisjinsje fan in ideale waarmtemotor (Carnot-motor):
Wurk dien troch de Carnot-motor:
W = e Q₁
W = (0,5)(10.000)
W = 5000 Joule
De waarmte dy't de motor per syklus frijlit (Q_L) = waarmte opnommen (Q_H) – wurk dien (W)
Q_L =Q_H - W
Q_L = 10.000 – 5000
Q_L = 5000 Joule
Waarmte ôffierd troch de motor per syklus = 5000 Joules

13. Bepale de effisjinsje en it wurk dat de Carnot-motor yn ien syklus docht op basis fan de ûndersteande grafyk...
Diskusje

It is bekend :
Hege temperatuer (T_H) = 800 K
Lege temperatuer (T_L) = 300 K
Waarmte opnommen (Q_H) = 1000 Joule
frege Effisjinsje (e) en arbeid (W) dien troch de Carnot-motor
Jawab :
Carnot-motoreffisjinsje :
Wurk dien troch in Carnot-motor :
W = e Q_H
W = (0,625)(1000)
W = 625 Joule

14. Sjoch hjirûnder nei de Carnot-syklusgrafyk ABCDA!
Op basis fan de gegevens yn 'e grafyk is de effisjinsje fan 'e Carnot-motor ...

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

Diskusje
It is bekend :
Suhu leech (T_L) = 350 K
Hege temperatuer (T_H) = 500 K
frege Carnot-motoreffisjinsje (e)
Jawab :

Carnot-motor effisjinsje:
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30%
It goede antwurd is D.

15. Yn de folgjende PV-grafyk fan 'e Carnot-motor is it reservoir mei hege temperatuer 600 K en de lege temperatuer 400 K. As bedriuw dien troch de motor is W, dan is de waarmte dy't frijkomt by lege temperatuer...

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

Diskusje
It is bekend :
Lege temperatuer (T_L) = 400 K
Hege temperatuer (T_H) = 600 K
frege Waarmte frijkomt by lege temperatueren (Q₂)
Jawab :
Carnot-motoreffisjinsje :
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
Wurk dien troch in Carnot-motor :
W = e Q₁
Beskriuwing: W = wurk dien troch de masine, e = masine-effisjinsje, Q₁ = waarmte opnommen troch de masine.
W = (1/3)(Q₁)
3W = Q₁
KAlor wurdt frijlitten by lege temperatueren :
Q₂ =Q₁ - W
Q₂ = 3W–W
Q₂ = 2 Watt
It goede antwurd is B.

16. De PV-grafyk fan in Carnot-syklus sjocht derút as de folgjende figuer. As hjitte dy't 3.000 Joules yn 'e omjouwing frijlitten wurdt, dan is de waarmte dy't troch it systeem opnommen wurdt ...
A. 3.000 J
B. 4.000 J
C. 4.800 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J
Diskusje
It is bekend :
Lege temperatuer (T_L) = 500 K
Hege temperatuer (T_H) = 800 K
Frijlitten waarmte (Q₂) = 3000 Joule
frege Waarmte opnommen troch it systeem (Q₁)
Jawab :
Carnot-motoreffisjinsje :
e = (T_H - T_L) / T_H
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
Wurk dien troch in Carnot-motor :
W = e Q₁
W = (3/8)(Q₁)
8W/3 = Q₁
 
Q₂ =Q₁ - W
Q₂ = 8W/3 – 3W/3
Q₂ = 5W/3
3Q₂ = 5 Watt
W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
KAlor opnommen troch it systeem :
Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 Joule
It goede antwurd is C.

Fraachboarne:

Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle