Egzanp yon motè chalè (aplikasyon dezyèm lwa termodinamik la)

9 Egzanp pwoblèm motè chalè (aplikasyon dezyèm lwa tèmodinamik la)

1. Nan yon sik, yon motè absòbe 3000 Joule chalè nan yon rezèvwa ki gen yon tanperati ki wo epi li rejte 1000 Joule chalè nan yon rezèvwa ki gen yon tanperati ki ba. Detèmine efikasite motè chalè a!

Pembahasan
Motè chalè Tèm "carnot" nan kesyon ki sou paj sa a pa menm ak motè Carnot la. Yon motè Carnot se yon motè chalè ideyal epi li egziste sèlman teyorikman. Okontrè, motè chalè yo mansyone nan kesyon sa a se yon motè chalè reyèl, se pa yon motè chalè teyorik (motè Carnot la).
Li konnen :
Chalè absòbe (Q_H) = 3000 Joule
Chalè ki libere (Q_L) = 1000 Joule
Travay machin nan pwodui (W) = 3000 – 1000 = 2000 Joules
Mande Efikasite motè chalè (e)
Jawab :

2. Yon motè chalè pwodui 2000 Joul travay epi li rejte 500 Joul chalè nan yon sèl sik. Efikasite motè a se...

Pembahasan
Li konnen :
Travay machin nan pwodui (W) = 2000 Joules
Chalè ki libere (Q_L) = 5000 Joule
Chalè absòbe (Q_H) = 2000 + 5000 = 7000 Joule
Mande Efikasite motè chalè (e)
Jawab :

3. Yon motè machin gen yon efikasite 30%. Si motè a pwodui 10.000 Joules travay pa sik, konbyen chalè motè a rejte pa sik?
Pembahasan
Li konnen :
Efikasite (e) = 30% = 30/100 = 0,3
Travay machin nan pwodui (W) = 3000 Joules
Mande Chalè motè a gaye chak sik (Q_L)
Jawab :
Kalkile chalè ki absòbe a (Q)_H) lè l sèvi avèk fòmil efikasite (e) yon motè chalè:
Chalè ki gaye pa sik (Q_L) = chalè absòbe (Q_H) – travay ki pwodui (W)
Q_L = 10.000 Joul – 3000 Joul
Q_L = 7000 Joule

Efikasite motè chalè, motè Carnot

4. Yon motè chalè absòbe 3.000 Joules chalè ki soti nan yon rezèvwa ki gen yon tanperati ki wo epi li rejte 2.400 Joules nan yon rezèvwa ki gen yon tanperati ki ba. Efikasite motè a se ….
A. 10%
B. 15%
C. 20%
D. 30%
E. 40%
Diskisyon:
Li konnen :
Q_H = 3000 Joul, Q_L = 2400 Joul.
Mande :
Efikasite (e) yon motè chalè?
Jawab :
Repons ki kòrèk la se C.

5. Yon motè Carnot gen yon rezèvwa tanperati ki wo 300 ^oC ak rezèvwa tanperati ki ba 80 ^oC. Efikasite machin nan se…
A. 38%
B. 45%
C. 50%
D. 58%
E. 67%
Diskisyon:
Li konnen :
T_L = 80^oC = (80 + 273) K = 353 K
T_H = 300^oC = (300 + 273) K = 573 K
Si tanperati a li te ye an inite Celsius, li dwe konvèti an inite Kelvin (Kelvin se Sistèm Entènasyonal inite pou tanperati).
Mande :
Efikasite (e) yon motè Carnot?
Jawab :

Repons ki kòrèk la se A.

6. Tanperati maksimòm rezèvwa motè Carnot la se 600 K epi efikasite li se 60%. Pou rive nan 70% efikasite, tanperati maksimòm rezèvwa motè Carnot la dwe...
A. 500 K
B. 800 K
C. 1000 K
D. 1200 K
E. 1500 K
Diskisyon:
Li konnen :
Done 1: T_H = 600 K, e = 60%
Done 2: T_H = …. K ?, e = 70 %
Mande :
Tanperati ki wo (T_H)
Jawab :
Sèvi ak done 1 pou kalkile tanperati ki ba a (T_L).
Sèvi ak T_L ak done 2 pou kalkile tanperati ki wo a (T_H):
Pou rive nan yon efikasite 70%, tanperati ki wo a = 800 Kelvin.
Repons ki kòrèk la se B.

7. Gade graf PV motè Carnot ki anba a. Si W = 5000 Joules, alò kantite chalè motè a degaje pou chak sik se...
A. 2.315 Joule
B. 3.475 Joule
C. 3.750 Joule
D. 5.000 Joule
E. 5.600 Joule

Diskisyon:
Li konnen :
W = 5000 Joule
T_H = 780 K
T_L = 320 K
Mande :
Q₂ ?
Jawab :
Efikasite motè Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
Se sèlman 59% nan chalè a ki itilize pou fè travay. Sèvi ak done sa yo pou kalkile chalè motè Carnot la absòbe a (Q₁).
(0,59)(Q₁) = 5000 Joule
Q₁ = 5000 Joul/0,59 = 8475 Joul
Kantite chalè motè a absòbe a se 8475 Joules.
Kantite chalè motè a degaje pou chak sik:
W = Q₁ – K₂
5000 Joul = 8475 Joul – Q₂
Q₂ = 8475 Joul – 5000 Joul
Q₂ = 3475 Joule
Repons ki kòrèk la se B.

8. Gade dyagram PV motè Carnot ki anba a! Si chalè a absòbe (Q₁) = 8000 Joules alò travay motè Carnot la fè a se…
A. 1640 J
B. 4720 J
C. 5640 J
D. 6270 J
Lès 8840 J

Diskisyon:
Li konnen :
Q₁ = 8000 J
T_H = 820 K
T_L = 380 K
Mande :
W?
Jawab :
Efikasite motè Carnot:
e = 1 – (T_L/T_H) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
Se sèlman 54% nan chalè a ki itilize pou fè travay. Sèvi ak done sa yo pou kalkile travay motè Carnot la fè a (W).
(0,59)(8000) = 4720 Joul
Travay motè Carnot la fè a se 4720 Joules.
Repons ki kòrèk la se B.

9. Yon motè Carnot fonksyone ant yon rezèvwa chalè 520 ^oC ak rezèvwa frèt 110 ^oC. Si machin nan absòbe 3000 Joules chalè nan rezèvwa cho a, alò kantite chalè machin nan rejte a se...
A. 450 joul
B. 800 joul
C. 1000 minit
D. 1200 joul
E. 1440 joul
Diskisyon:
Li konnen :
T_H = 520 + 273 = 793 K
T_L = 110 + 273 = 383 K
Q₁ = 3000 J
Mande :
Q₂ = … ?
Jawab :
Efikasite motè Carnot:
e = 1 – (383/793) = 1 – 0,48 = 0,52
Sèvi ak done sa yo pou kalkile travay motè a fè a (W)
(0,52)(3000) = 1560 Joul
Travay machin nan fè a se 1560 Joules.
Kantite chalè motè a degaje:
Q₂ = 3000 Joul – 1560 Joul
Q₂ = 1440 Joule
Chalè motè a degaje a se 1440 Joules.