Timthriall Carnot – fadhbanna agus réitigh

Timthriall Carnot – fadhbanna agus réitigh

1. Más ionann an teas a ionsúnn an t-inneall (Q1 ₎ agus 10,000 Giúl, cad é an obair a dhéanann inneall Carnot?

Aitheanta:

Teocht íseal (T2 ₎ = 400 K

Teocht ard (T1 ₎ = 800 K

Ionchur teasa (Q1 ₎ = 10,000 Giúl

Ag Teastáil: Obair a rinne inneall Carnot (W)

réiteach:

Éifeachtúlacht inneall Carnot:

Rinneadh an obair le hinneall Carnot:

W = e Q ₁

W = (1/2)(10,000) = 5000 Giúl

2.

Bunaithe ar an ngraf thuas, cad é an obair a dhéanann inneall i dtimthriall?

Ar a dtugtar:

Teocht íseal (T _L ) = 400 K

Teocht ard (T _H ) = 600 K

Ionchur teasa (Q1 ₎ = 600 Giúl

Ag Teastáil: Rinne inneall Carnot (W) an obair

Réiteach:

Éifeachtúlacht inneall Carnot:

Obair a rinne inneall Carnot:

W = e Q ₁

W = (1/3)(600) = 200 Giúl

3. Bunaithe ar an ngraf thíos, cad é éifeachtúlacht inneall Carnot?

Ar a dtugtar:

Teocht íseal (T _L ) = 350 K

Teocht ard (T _H ) = 500 K

Ag Teastáil: Éifeachtúlacht inneall Carnot (e)

Réiteach:

Éifeachtúlacht inneall Carnot:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

e=0.3

e = 30/100 = 30%

4. Bunaithe ar an ngraf thíos, is é 600 K teocht ard an innill teasa agus is é 400 K an teocht íseal. Más ionann an obair a dhéanann an t-inneall agus W, cad é an t-aschur teasa?

Ar a dtugtar:

Teocht íseal (T _L ) = 400 K

Teocht ard (T _H ) = 600 K

Ag teastáil: aschur teasa ( _C2 )

Réiteach:

Éifeachtúlacht inneall Carnot:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

Obair a rinne inneall Carnot:

W = e Q ₁

W = obair a dhéanann an t-inneall, e = éifeachtúlacht, Q1 = ionchur teasa

W = (1/3)( _C1 )

3W = _Q1

Aschur teasa:

C ₂ = C ₁ – W

Q2 = 3W – _W

Q2 = _2W

5. Bunaithe ar an ngraf thíos, más é 3000 Giúl an t-aschur teasa, cad é an t-ionchur teasa?

Ar a dtugtar:

Teocht íseal (T_L) = 500 K

Teocht ard (T _H ) = 800 K

Aschur teasa (Q² ₎ = 3000 Giúl

Ag Teastáil: Ionchur Teasa ( _C1 )

Réiteach:

Éifeachtúlacht inneall Carnot:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

Obair a rinne inneall Carnot:

W = e Q ₁

W = (3/8)( _C1 )

8W/3 = _C1

C ₂ = C ₁ – W

Q2 = 8W/3 – 3W/ ₃

Q2 = 5W/ ₃

3Q ₂ = 5W

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

Teas a ionsúitear ag an inneall:

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

6. Glacann inneall Carnot teas ag teocht ard 800 Kelvin agus is é 50% éifeachtúlacht inneall Carnot. Cad é an teocht ard chun éifeachtúlacht a mhéadú go 80% má choinnítear an teocht íseal tairiseach?

Ar a dtugtar:

Más é an teocht ard (T _H ) = 800 K , is é an éifeachtúlacht (e) 50% = 0.5

Ag Teastáil: Teocht ard (T _H ) má tá éifeachtúlacht (e) = 80% = 0.8

Réiteach:

Teocht íseal = 400 Cealvin

Cad é an teocht ard (T _H ) má tá éifeachtúlacht (e) = 80%?

Teocht ard = 2000 Cealvin

7. Oibríonn inneall Carnot ag teocht ard 600 Ceilvin le héifeachtúlacht 40%. Má tá éifeachtúlacht an innill 75% agus má choinnítear an teocht íseal tairiseach, cad é an teocht ard?

Ar a dtugtar:

Más é an teocht ard (T _H ) = 600 K , is é an éifeachtúlacht (e) 40% = 0.4

Ag Teastáil: Teocht ard (T _H ) má tá éifeachtúlacht (e) = 75% = 0.75

Réiteach:

Teocht ard (T_H) más é éifeachtúlacht (e) = 75%?

Teocht ard = 1440 Cealvin

1. Cad é timthriall Carnot? FreagairIs timthriall teirmidinimiciúil teoiriciúil é timthriall Carnot a léiríonn an timthriall innill teasa inchúlaithe is éifeachtaí is féidir. Tá dhá phróiseas iseateirmeacha agus dhá phróiseas adiabatach ann.
2. Cén fáth a meastar gur timthriall idéalach é timthriall Carnot? FreagairMeastar gur timthriall Carnot idéalach é mar go léiríonn sé an teorainn uachtarach éifeachtúlachta d'aon inneall teasa. Ní féidir aon inneall fíor a bheith níos éifeachtaí ná inneall Carnot ag feidhmiú idir an dá thaiscumar teochta céanna.
3. Cad iad na ceithre phróiseas i dtimthriall Carnot? FreagairIs iad na ceithre phróiseas i dtimthriall Carnot ná:
   1. Leathnú isothermal ag an teocht ard T_H​.
   2. Leathnú adiabatach (áit a ndéantar an córas a insliú go teirmeach agus a fhuaraíonn sé).
   3. Comhbhrú isothermal ag an teocht íseal T_C​.
   4. Comhbhrú adiabatach (áit a bhfuil an córas inslithe go teirmeach agus a théamh suas).
4. Cén fáth nach bhfuil aon inneall teasa iarbhír ann a oibríonn ar thimthriall Carnot? FreagairBíonn caillteanais neamh-inchúlghairthe ag innill fíor, amhail frithchuimilt, agus ní féidir leo insliú foirfe a choinneáil le linn na bpróiseas adaibéiteach. Ina theannta sin, ní bheadh ​​​​sé praiticiúil na próisis iseateirmeacha thar a bheith mall a theastaíonn ó thimthriall Carnot a bhaint amach.
5. Cad é éifeachtúlacht inneall Carnot? FreagairAn éifeachtúlacht $\eta$ inneall Carnot ag oibriú idir dhá thaiscumar teochta T_H​ (te) agus T_C​ (fuar) tugtha ag:
   η=1-T_C/T_H​​​

   áit a bhfuil an teocht i gCeilvin.

6. Cén fáth nach féidir le hinneall Carnot éifeachtúlacht 100% a bheith aige? FreagairBraitheann éifeachtúlacht inneall Carnot ar an difríocht teochta idir na taiscumair te agus fuar. Chun éifeachtúlacht 100% a bhaint amach, bheadh ​​​​ort teocht an taiscumair fuar a bheith ag náid iomlán (0 Kelvin), rud nach féidir a bhaint amach i gcleachtas.
7. Cad is brí le hin-aisiompaitheacht i dtimthriall Carnot? FreagairCinntíonn in-aisiompaitheacht nach mbíonn aon phróisis ann a ghineann eintrópacht, rud a chiallaíonn gur féidir leis an timthriall feidhmiú ag an éifeachtúlacht uasta. Laghdódh aon phróiseas neamh-in-aisiompaithe éifeachtúlacht an timthrialla.
8. Cén gaol atá idir timthriall Carnot agus an dara dlí den teirmidinimic? FreagairCuireann timthriall Carnot taca faoin Dara Dlí trí uasteorainn a bhunú ar éifeachtúlacht inneall teasa. Dearbhaíonn an Dara Dlí nach féidir le haon inneall a bheith níos éifeachtaí ná inneall Carnot ag feidhmiú idir an dá theocht chéanna.
9. Cén fáth nach féidir próisis isiteirmeacha a bheith ann in iarratais sa saol réadúil díreach mar a fheictear iad i dtimthriall Carnot? FreagairÉilíonn próiseas iseateirmeach, mar a léirítear i dtimthriall Carnot, méid gan teorainn ama, rud nach bhfuil praiticiúil in iarratais sa saol réadúil. Tá sé seo amhlaidh toisc go gcaithfidh aistriú teasa tarlú go han-mhall chun an riocht iseateirmeach a choinneáil.

10. Cén chaoi a gcabhraíonn timthriall Carnot le hinnealtóirí agus eolaithe? Freagra : Soláthraíonn timthriall Carnot tagarmharc teoiriciúil don éifeachtúlacht uasta is féidir d’inneall teasa. Trí innill fhíora a chur i gcomparáid le timthriall Carnot, is féidir le hinnealtóirí agus eolaithe réimsí feabhsúcháin a aithint agus teorainneacha bunúsacha a ndearaí a thuiscint.